JP2002130639A - Method and apparatus for monitoring and controlling slag flow in melting furnace - Google Patents
Method and apparatus for monitoring and controlling slag flow in melting furnaceInfo
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Landscapes
- Incineration Of Waste (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ごみガス化溶融プラント等における溶融炉に
おいて、溶融炉内部の状態の可視化を図り、スラグ流の
監視及びスラグ流下口の詰まりを防止する制御等を行
う。
【解決手段】 溶融炉１０の上方から光学フィルタ２４
を通してＩＴＶカメラ２６で炉内を撮影して溶融炉内部
の状態の可視化を図り、可視化により得られた溶融炉内
スラグ流画像及びスラグ流下口画像を処理して、スラグ
流の状態（スラグ流速度、スラグ粘性具合等）及びスラ
グ流下口１４の詰まり状況（面積等）を判断し、スラグ
流の状況を監視するとともに、スラグ流下口１４の詰ま
り防止制御（例えば、スラグ溶融用バーナ３８の制御、
ランス４０の起動等）及び溶融炉燃焼制御の補正（例え
ば、油バーナ３６の制御等）を行う。
(57) [Summary] [PROBLEMS] In a melting furnace in a refuse gasification and melting plant and the like, the state of the inside of the melting furnace is visualized, and slag flow is monitored and control for preventing clogging of a slag flow outlet is performed. SOLUTION: An optical filter 24 is provided from above a melting furnace 10.
Of the furnace with the ITV camera 26 to visualize the state of the inside of the melting furnace, process the slag flow image and the slag flow down image in the melting furnace obtained by the visualization, and process the slag flow state (slag flow speed Slag flow rate, etc.) and the clogging condition (area, etc.) of the slag flow-down port 14 are determined, the slag flow state is monitored, and clogging prevention control of the slag flow-down port 14 (for example, control of the slag melting burner 38,
The start of the lance 40, etc.) and the correction of the melting furnace combustion control (for example, the control of the oil burner 36, etc.) are performed.
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ごみガス化溶融プ
ラント等における溶融炉において、溶融炉内部の状態の
可視化を図り、スラグ流の監視及びスラグ流下口の詰ま
りを防止する制御等を行うスラグ流監視・制御方法及び
装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a slag for visualizing the state of the inside of a melting furnace, monitoring slag flow and controlling clogging of a slag flow outlet in a melting furnace in a waste gasification and melting plant or the like. The present invention relates to a flow monitoring / control method and apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、ごみ焼却炉の経済性、低公害性に
関する諸重要課題に対し、総合的に対応できる次世代シ
ステムとして、ガス化炉でごみを一旦ガス化した後、発
生した未燃灰の持つ熱量を利用してごみ中の灰分を溶融
するガス化溶融プラントが開発されている。溶融炉内で
未燃灰を燃焼させた後に生成するスラグは外部に排出さ
れるが、その流下状態は炉内の燃焼状態と密接に関連し
ており、流下状態の良否が炉の運転を左右する。現場で
は目視によりスラグ流状態を監視し、運転員が流下状態
を良好にするための操作を行うが、プラントの自動運転
のためにはスラグ流状態を自動判定し、スラグ流を良好
にするための操作を自動的に行う技術が必要とされてい
る。2. Description of the Related Art In recent years, as a next-generation system capable of comprehensively responding to various important issues related to the economics and low pollution of refuse incinerators, unburned refuse generated after refuse is once gasified in a gasifier. Gasification and melting plants have been developed that use the heat of ash to melt ash in refuse. The slag generated after burning the unburned ash in the melting furnace is discharged to the outside, but its falling state is closely related to the combustion state in the furnace, and the quality of the falling state affects the operation of the furnace. I do. At the site, the slag flow condition is visually monitored, and the operator performs an operation to improve the slag flow condition.However, for automatic plant operation, the slag flow condition is automatically determined and the slag flow condition is improved. There is a need for a technology that automatically performs the above operations.
【０００３】従来の技術では、スラグ流下口より流出す
るスラグ流を工業用テレビカメラで撮影し、その状況を
プラント運転員が常時監視していた。そして、プラント
運転員が、スラグが流下口に固着し流下状態が悪化した
と判断した場合には、流下状態を回復させるための操作
を行うことで、炉内燃焼状態の安定化を図るようにして
いた。この方法で安定したスラグ流状態を持続させるた
めには、常にプラント運転員がスラグ流状態を監視する
必要があり、プラント運転員は長時間の単純労働を強い
られることになる。また、スラグ流状態を回復させる操
作として、流動化剤添加の他に明確な制御方法が見受け
られず、操作のタイミングも含めて運転員のノウハウに
よるところが多い。In the prior art, a slag flow flowing out of a slag flow outlet is photographed by an industrial television camera, and the situation is constantly monitored by a plant operator. Then, when the plant operator determines that the slag has adhered to the downflow port and the downflow state has deteriorated, an operation for recovering the downflow state is performed to stabilize the combustion state in the furnace. I was In order to maintain a stable slag flow state by this method, it is necessary for a plant operator to constantly monitor the slag flow state, and the plant operator is forced to perform long and simple labor. In addition, as an operation for restoring the slag flow state, no clear control method other than the addition of the fluidizing agent can be found, and it often depends on the know-how of the operator including the operation timing.
【０００４】また、特開平９−２４３３３７号公報に
は、廃棄物溶融炉の湯口の斜め下方に設置したカメラに
より湯口の画像を撮影し、画像中の高輝度部分の面積の
減少程度により湯口の閉塞を監視する方法等が開示され
ている。この方法は、溶融炉の湯口を下方から見るもの
であり、溶融炉内部を見るものではない。また、特開２
０００−１８５４１号公報には、溶融炉でのスラグの流
動速度をＣＣＤカメラで取り込み、画像処理により流動
速度を検出し、この信号により流動化剤の供給量を制御
することが記載されている。この技術では、ＣＣＤカメ
ラで画像を取り込むだけであり、火炎などの影響を受け
ると鮮明なスラグ画像が得られ難い。また、特開平７−
１２６６６３号公報には、石炭部分燃焼炉のスラグ流下
監視方法及び装置として、スラグ流下口の下方からスラ
グ流を監視するとともに、ニューラルネットワークを用
いてスラグ流制御を行う技術が開示されている。この技
術は、本発明とはスラグ流を見る場所及び手法が異なっ
ており、本発明の装置と組み合わせることでスラグ流制
御の信頼度、安定度を高めることができる。Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-243337 discloses an image of a sprue taken by a camera installed diagonally below the spout of a waste melting furnace, and the degree of decrease in the area of a high-luminance portion in the image is determined. A method for monitoring an occlusion is disclosed. In this method, the gate of the melting furnace is viewed from below, and not the inside of the melting furnace. In addition, JP-A-2
Japanese Patent Application Laid-Open No. 000-18541 describes that the flow speed of slag in a melting furnace is captured by a CCD camera, the flow speed is detected by image processing, and the supply amount of a fluidizing agent is controlled by this signal. In this technique, only an image is captured by a CCD camera, and it is difficult to obtain a clear slag image under the influence of a flame or the like. In addition, Japanese Patent Application Laid-Open
No. 1266663 discloses a technology and a method for monitoring slag flow from below a slag flow outlet and controlling slag flow using a neural network as a slag flow monitoring method and apparatus of a partial coal combustion furnace. This technique differs from the present invention in the location and method of viewing the slag flow, and the reliability and stability of the slag flow control can be increased by combining with the apparatus of the present invention.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ごみガス化溶融プラン
ト等における溶融炉においては、スラグの安定排出が重
要であり、システムにはスラグ流の監視装置や制御装置
を組み込むことが必要になる。また、ガス化溶融炉の安
定運転とは、スラグを溶融させ、溶融炉内部や流下口で
固化することなく外部に排出する運転である。スラグ状
態把握については、上述のように、スラグ流下口からの
流下スラグを目視やカメラを使った画像から判断するこ
とがよく行われるが、スラグの溶融状態やスラグ流下口
の詰まり具合を見るには、溶融炉内部を観察するのが最
も適当である。この場合、溶融炉内部では、火炎や高温
による熱輻射により輝度が高い状況にあり、ＩＴＶカメ
ラ画像のみではスラグ流の状態やスラグ流下口を見るこ
とが困難である。In a melting furnace in a refuse gasification and melting plant or the like, stable discharge of slag is important, and it is necessary to incorporate a slag flow monitoring device and a control device into the system. In addition, the stable operation of the gasification and melting furnace is an operation of melting the slag and discharging the slag to the outside without solidifying in the melting furnace or in the downflow opening. Regarding the slag state grasp, as described above, it is often performed to judge the slag flowing down from the slag outflow port visually or from an image using a camera.However, it is necessary to check the molten state of the slag and the degree of clogging of the slag outflow port. It is most appropriate to observe the inside of the melting furnace. In this case, the brightness inside the melting furnace is high due to the heat radiation due to the flame or high temperature, and it is difficult to see the state of the slag flow and the slag flow outlet only from the ITV camera image.
【０００６】本発明は上記の諸点に鑑みなされたもの
で、本発明の目的は、火炎が存在し、輝度が高い溶融炉
の内部においても、スラグ流及びスラグ流下口の鮮明な
画像データを得ることができ、さらに、得られた画像か
らスラグ流の状態やスラグ流下口の状況を判断し、スラ
グ流の監視だけでなく流下口の詰まり防止制御や溶融炉
燃焼制御にフィードバックすることで、自動運転を可能
とするとともに、運転員の負担を軽減することができる
スラグ流監視・制御方法及び装置を提供することにあ
る。The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to obtain clear image data of a slag flow and a slag flow outlet even in a melting furnace in which a flame exists and has high brightness. It can also determine the state of the slag flow and the state of the slag flow outlet from the obtained image, and not only monitor the slag flow but also feed back to the clogging prevention control and the melting furnace combustion control of the slag flow to automatically control It is an object of the present invention to provide a slag flow monitoring / control method and apparatus capable of enabling operation and reducing the burden on an operator.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の溶融炉のスラグ流監視・制御方法は、溶
融炉の上方から光学フィルタを通して工業用テレビカメ
ラ（ＩＴＶカメラ）で炉内を撮影して溶融炉内部の状態
の可視化を図り、可視化により得られた溶融炉内スラグ
流画像及びスラグ流下口画像を用いて、スラグ流の監視
及びスラグ流下口の詰まりを防止する制御を行うように
構成されている。また、本発明の方法は、溶融炉の上方
から炉内を撮影して溶融炉内部の状態の可視化を図り、
可視化により得られた溶融炉内スラグ流画像及びスラグ
流下口画像を処理して、スラグ流の状態（スラグ流速
度、スラグ粘性具合等）及びスラグ流下口の詰まり状況
（面積等）を判断し、スラグ流の状況を監視するととも
に、スラグ流下口の詰まり防止制御（例えば、スラグ溶
融用バーナ制御、ランスの起動等）及びスラグ固化防止
制御（例えば、助燃用油バーナの制御等）を行うことを
特徴としている。また、本発明の方法は、溶融炉の上方
から炉内を撮影して溶融炉内部の状態の可視化を図り、
可視化により得られた溶融炉内スラグ流画像及びスラグ
流下口画像を処理して、スラグ流速度（スラグ粘度）及
びスラグ流下口面積を算出し、スラグ流の状況を監視す
るとともに、スラグ流下口の詰まりを防止するためのス
ラグ溶融用バーナ制御又は／及びランスの操作制御、並
びにスラグの固化を防止するための助燃用油バーナによ
る溶融炉燃焼制御の補正を行うことを特徴としている。In order to achieve the above object, a method for monitoring and controlling a slag flow of a melting furnace according to the present invention is provided by using an industrial television camera (ITV camera) through an optical filter from above the melting furnace. The inside of the melting furnace is visualized by photographing the inside of the furnace, and the slag flow image and the slag flow down image in the melting furnace obtained by the visualization are used to monitor the slag flow and control to prevent the clogging of the slag flow down port. Is configured to do so. In addition, the method of the present invention aims to visualize the inside of the melting furnace by photographing the inside of the furnace from above the melting furnace,
Process the slag flow image in the melting furnace and the slag flow down image obtained by visualization to judge the slag flow state (slag flow speed, slag viscosity state, etc.) and the clogging condition (area, etc.) of the slag flow down, In addition to monitoring the state of the slag flow, it is also necessary to perform control to prevent clogging of the slag flow outlet (for example, control of a slag melting burner, activation of a lance, etc.) and control of slag solidification prevention (for example, control of a combustion burner oil burner, etc.). Features. In addition, the method of the present invention aims to visualize the inside of the melting furnace by photographing the inside of the furnace from above the melting furnace,
Process the slag flow image in the melting furnace and the slag flow down image obtained by visualization, calculate the slag flow speed (slag viscosity) and the slag flow down area, monitor the slag flow status, and monitor the slag flow down The present invention is characterized in that slag melting burner control for preventing clogging and / or operation control of a lance, and correction of melting furnace combustion control by a combustion assisting oil burner for preventing slag solidification are performed.
【０００８】また、本発明の方法は、溶融炉の上方から
光学フィルタを通して工業用テレビカメラで炉内を撮影
して溶融炉内部の状態の可視化を図り、可視化により得
られた溶融炉内スラグ流画像及びスラグ流下口画像を処
理して、スラグ流の状態（スラグ流速度、スラグ粘性具
合等）及びスラグ流下口の詰まり状況（面積等）を判断
し、スラグ流の状況を監視するとともに、スラグ流下口
の詰まり防止制御（例えば、スラグ溶融用バーナ制御、
ランスの起動等）及びスラグ固化防止制御（例えば、助
燃用油バーナの制御等）を行うことを特徴としている。
また、本発明の方法は、溶融炉の上方から光学フィルタ
を通して工業用テレビカメラで炉内を撮影して溶融炉内
部の状態の可視化を図り、可視化により得られた溶融炉
内スラグ流画像及びスラグ流下口画像を処理して、スラ
グ流速度（スラグ粘度）及びスラグ流下口面積を算出
し、スラグ流の状況を監視するとともに、スラグ流下口
の詰まりを防止するためのスラグ溶融用バーナ制御又は
／及びランスの操作制御、並びにスラグの固化を防止す
るための助燃用油バーナによる溶融炉燃焼制御の補正を
行うことを特徴としている。これらの本発明の方法にお
いては、火炎の存在により輝度が高い溶融炉内部の状態
の可視化を図るために、光学フィルタとして、例えば、
赤外線以外の光をカットする機能をもつものを用いるこ
とが好ましい。In the method of the present invention, the inside of the melting furnace is visualized by photographing the inside of the furnace with an industrial television camera through an optical filter from above the melting furnace, and the slag flow in the melting furnace obtained by the visualization is obtained. The image and the slag flow-down image are processed to determine the state of the slag flow (slag flow speed, slag viscosity, etc.) and the clogging state (area, etc.) of the slag flow-down port, and to monitor the slag flow state, Control for preventing clogging of the outlet (for example, burner control for slag melting,
Lance activation) and slag solidification prevention control (for example, control of an auxiliary combustion oil burner).
Further, the method of the present invention aims at visualizing the inside of the melting furnace by photographing the inside of the furnace with an industrial television camera through an optical filter from above the melting furnace, and visualizing the state of the inside of the melting furnace. The slag flow velocity (slag viscosity) and slag flow area are calculated by processing the flow-down port image, and the slag flow status is monitored, and the slag melting burner control or // And the lance operation control, and the correction of the melting furnace combustion control by an auxiliary oil burner for preventing slag from solidifying. In these methods of the present invention, in order to visualize the state of the interior of the melting furnace high brightness due to the presence of the flame, as an optical filter, for example,
It is preferable to use one having a function of cutting light other than infrared light.
【０００９】本発明の溶融炉のスラグ流監視・制御装置
は、溶融炉の上部に設けられた観測窓から光学フィルタ
を通して炉内を撮影する工業用テレビカメラと、工業用
テレビカメラ及び光学フィルタを用いて可視化された溶
融炉内部のスラグ流及びスラグ流下口の画像データを取
り込んで、スラグ流の状態及びスラグ流下口の詰まり状
況を判断し、スラグ流の状況を監視するとともに、スラ
グ流下口の詰まり防止制御及びスラグ固化防止制御（溶
融炉燃焼制御）を行う監視・制御装置とを包含してなる
ことを特徴としている。また、本発明の装置は、溶融炉
の上部に設けられた観測窓から光学フィルタを通して炉
内を撮影する工業用テレビカメラと、工業用テレビカメ
ラ及び光学フィルタを用いて可視化された溶融炉内部の
スラグ流及びスラグ流下口の画像データを取り込んで、
スラグ流速度（スラグ粘性具合）及びスラグ流下口面積
を算出し、スラグ流の状況を監視するとともに、スラグ
流下口の詰まり防止制御及びスラグ固化防止制御（溶融
炉燃焼制御）を行う監視・制御装置とを包含してなるこ
とを特徴としている。A slag flow monitoring / control apparatus for a melting furnace according to the present invention comprises: an industrial television camera for photographing the inside of a furnace through an optical filter from an observation window provided at an upper part of the melting furnace; and an industrial television camera and an optical filter. Capture the image data of the slag flow inside the melting furnace and the slag flow outlet visualized using, determine the state of the slag flow and the clogging status of the slag flow outlet, monitor the slag flow status, and monitor the slag flow status. It is characterized by including a monitoring and control device for performing clogging prevention control and slag solidification prevention control (melting furnace combustion control). Further, the apparatus of the present invention is an industrial television camera for photographing the inside of the furnace through an optical filter from an observation window provided at the top of the melting furnace, and the inside of the melting furnace visualized using the industrial television camera and the optical filter. Capture image data of slag flow and slag flow outlet,
A monitoring and control device that calculates the slag flow velocity (slag viscosity state) and the slag flow area, monitors the slag flow state, and performs slag flow prevention control and slag solidification prevention control (melting furnace combustion control). And is characterized by being included.
【００１０】また、本発明の装置は、溶融炉のスラグ流
下口近傍に設けられたスラグ溶融用バーナと、溶融炉内
のスラグ流下口上部に設けられたスラグを壊し落とすた
めのランスと、溶融炉の予燃焼器に設けられた助燃用油
バーナと、溶融炉の上部に設けられた観測窓から光学フ
ィルタを通して炉内を撮影する工業用テレビカメラと、
工業用テレビカメラ及び光学フィルタを用いて可視化さ
れた溶融炉内部のスラグ流及びスラグ流下口の画像デー
タを取り込んで、スラグ流速度（スラグ粘性具合）及び
スラグ流下口面積を算出し、スラグ流の状況を監視する
とともに、スラグ流下口の詰まりを防止するためのスラ
グ溶融用バーナ制御又は／及びランスの操作制御、並び
にスラグの固化を防止するための助燃用油バーナによる
溶融炉燃焼制御の補正を行う監視・制御装置とを包含し
てなることを特徴としている。これらの本発明の装置に
おいては、例えば、赤外線以外の光をカットする機能を
もつ光学フィルタを用いることができる。Further, the apparatus of the present invention comprises a slag melting burner provided in the vicinity of the slag flow outlet of the melting furnace, a lance provided in the upper part of the slag flow opening in the melting furnace for breaking down the slag, and a lance. An auxiliary oil burner provided in the pre-combustor of the furnace, and an industrial television camera that photographs the inside of the furnace through an optical filter from an observation window provided in the upper part of the melting furnace,
The image data of the slag flow and the slag flow inside the melting furnace visualized using an industrial television camera and an optical filter are taken in, and the slag flow speed (slag viscosity state) and the slag flow area are calculated, and the slag flow area is calculated. In addition to monitoring the situation, the slag melting burner control to prevent clogging of the slag outlet and / or the operation control of the lance, and the correction of the melting furnace combustion control by the auxiliary oil burner to prevent the slag from solidifying. And a monitoring and control device for performing the monitoring. In these devices of the present invention, for example, an optical filter having a function of cutting light other than infrared light can be used.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定さ
れるものではなく、適宜変更して実施することができる
ものである。図１は、本発明の実施の第１形態による溶
融炉のスラグ流監視・制御方法を実施する装置の概略構
成を示している。例えば、ごみガス化溶融プラントで
は、ガス化炉（一例として、流動床ガス化炉）で生成さ
れた部分燃焼ガスと未燃灰がサイクロンにより分離され
る。なお、サイクロンで部分燃焼ガスと未燃灰を分離し
ない構成とすることもできる。そして、図１に示すよう
に、サイクロン（図示略）からの未燃灰が溶融炉（本実
施形態では、一例として、旋回溶融炉）１０の予燃焼器
１２に供給され、溶融炉１０で未燃灰が燃焼して灰分が
溶融しスラグとなる。溶融炉１０内で流動するスラグ
は、スラグ流下口１４から排出され、例えば、スラグ水
封ホッパ１６に貯留されると同時に冷却され、スラグコ
ンベア１８によって系外に搬出される。なお、２０は再
燃室である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following embodiments and can be implemented with appropriate modifications. FIG. 1 shows a schematic configuration of an apparatus for implementing a method for monitoring and controlling a slag flow of a melting furnace according to a first embodiment of the present invention. For example, in a refuse gasification and melting plant, partial combustion gas and unburned ash generated in a gasification furnace (for example, a fluidized bed gasification furnace) are separated by a cyclone. It is also possible to adopt a configuration in which the partial combustion gas and the unburned ash are not separated by the cyclone. Then, as shown in FIG. 1, unburned ash from a cyclone (not shown) is supplied to a pre-combustor 12 of a melting furnace (in the present embodiment, as an example, a rotary melting furnace) 10, The burnt ash burns and the ash melts to form slag. The slag flowing in the melting furnace 10 is discharged from a slag flow outlet 14, for example, stored in a slag water sealing hopper 16, cooled at the same time, and carried out of the system by a slag conveyor 18. Incidentally, reference numeral 20 denotes a reburn chamber.
【００１２】図１に示すように、溶融炉１０の上部に観
測窓２２を設け、光学フィルタ２４を通してＩＴＶカメ
ラ２６でスラグ流下口１４及びその周辺部を撮影する。
光学フィルタは、例えば、赤外線以外をカットする機能
（８００nm以下をカット）のものを使えば火炎の影響を
除外することができ、流動するスラグや流下口の状態の
鮮明な画像を得ることができる。また、溶融炉の上方か
ら炉内を撮影する手段として、光ファイバにより炉内を
撮影できるカメラ、リレーレンズ（広角レンズ）を用い
たカメラ等を利用することが可能である。光学フィルタ
２４を用いたＩＴＶカメラ２６で得られたスラグ流及び
スラグ流下口の画像データは、スラグ流監視・制御装置
２８に取り込まれ、スラグ流の状態やスラグ流下口の詰
まり状況が判断される。また、スラグ流及びスラグ流下
口の画像データは画像モニタ装置３０に表示され、プラ
ント運転員はモニタ画面でスラグ流の状態やスラグ流下
口の状況を知ることができる。As shown in FIG. 1, an observation window 22 is provided above the melting furnace 10, and an ITV camera 26 takes an image of the slag outlet 14 and its surroundings through an optical filter 24.
For example, if an optical filter having a function of cutting other than infrared rays (cut at 800 nm or less) can be used, the effect of the flame can be excluded, and a clear image of the flowing slag and the state of the outlet can be obtained. . As a means for photographing the inside of the furnace from above the melting furnace, a camera capable of photographing the inside of the furnace with an optical fiber, a camera using a relay lens (wide-angle lens), or the like can be used. The image data of the slag flow and the slag outlet obtained by the ITV camera 26 using the optical filter 24 is taken into the slag flow monitoring / control device 28, and the state of the slag flow and the clogging state of the slag outlet are determined. . Further, the image data of the slag flow and the slag flow outlet is displayed on the image monitor device 30, and the plant operator can know the slag flow state and the slag flow state on the monitor screen.
【００１３】具体的に、スラグ流監視・制御装置２８に
おいては、スラグ流の画像データから、例えば、下記に
示す方法により、スラグ流の速度が求められる。スラグ
流速度は、間接的にスラグの粘性具合を表している。図
４に示すようなスラグ画像において、スラグ流３２の輝
度がスラグの流れに沿って同じ速度で移動することを利
用してスラグ流速を求める。３４はスラグ流下口であ
る。まず、スラグ画像中のスラグ流３２の中に、線分Ａ
Ｂを取る。そして、線分ＡＢ上の輝度レベルを画像から
求めると、例えば、図５のようになる。図５を時刻ｔの
ときの計測値とすると、時刻ｔ＋Δｔのときに同じ線分
ＡＢ上の輝度レベルを求め重ね合わせると、図６のよう
になる。ここで、例えば、輝度の高い方の極の移動量ｘ
を求めると、スラグ流の流速はｘ／Δｔで求まる。ま
た、スラグ流監視・制御装置２８においては、スラグ流
下口の画像データからスラグ流下口面積が求められる。
スラグ流下口の画像は、２値化処理を行うと流下口は黒
く、それ以外は白であるため、簡単にスラグ流下口の面
積を計算することができる。More specifically, the slug flow monitoring / control device 28 determines the slug flow speed from the slug flow image data by, for example, the following method. The slag flow velocity indirectly represents the degree of viscosity of the slag. In the slag image as shown in FIG. 4, the slag flow velocity is obtained by utilizing the fact that the luminance of the slag flow 32 moves at the same speed along the slag flow. 34 is a slag flow outlet. First, a line segment A is included in the slag flow 32 in the slag image.
Take B. Then, when the luminance level on the line segment AB is obtained from the image, for example, it is as shown in FIG. If FIG. 5 is a measured value at time t, the brightness level on the same line segment AB at time t + Δt is obtained and superimposed as shown in FIG. Here, for example, the moving amount x of the higher-luminance pole
Is obtained, the flow velocity of the slug flow is obtained by x / Δt. In the slag flow monitoring / control device 28, the slag flow area is obtained from the slag flow image data.
When the binarization process is performed on the image of the slag outlet, the outlet is black and the rest is white, so that the area of the slag outlet can be easily calculated.
【００１４】スラグ流速度（粘性具合）とスラグ流下口
の面積を用いて、図２、図３に示す要領で溶融炉の安定
化運転を自動で行う。図２に示すように、もし、スラグ
流速度がある値より遅い（粘性具合がある値より高い）
場合には、炉内温度を上げるために助燃用油の増量操作
を計算機からの指令により行う。逆に、スラグ流速度が
速い（粘性具合が低い）場合には、炉内温度を下げるた
めに助燃用油の減量操作を計算機からの指令により行
う。また、図３に示すように、もし、スラグ流下口の面
積がある値より狭まった場合には、流下口を広げ閉塞を
防ぐために、スラグ溶融用バーナの起動操作、あるいは
ランスの起動操作を計算機からの指令により行う。上記
の制御を図１で説明すると、スラグ流監視・制御装置２
８で算出したスラグ流速度がある値より遅い（粘性具合
がある値より高い）場合には、油バーナ３６に供給する
助燃用油を増量する操作を指令する。また、スラグ流監
視・制御装置２８で算出した流下口面積がある値より狭
まった場合には、スラグ溶融用バーナ（例えば、ＰＧ・
酸素バーナ、ＰＧ：プロパンガス）３８を起動する操作
を指令したり、固化スラグを壊し落とすためのランス４
０を起動する操作を指令する。４２は分散型制御装置、
４４は燃料流量制御弁である。Using the slag flow velocity (viscosity) and the area of the slag flow outlet, the stabilization operation of the melting furnace is automatically performed in the manner shown in FIGS. As shown in FIG. 2, if the slag flow velocity is lower than a certain value (higher than a certain value of viscosity).
In this case, the operation of increasing the amount of the auxiliary combustion oil is performed in accordance with a command from the computer in order to raise the furnace temperature. Conversely, when the slag flow speed is high (the viscosity is low), the operation of reducing the amount of the auxiliary combustion oil is performed according to a command from a computer in order to lower the furnace temperature. Also, as shown in FIG. 3, if the area of the slag outlet is smaller than a certain value, the starting operation of the slag melting burner or the lance starting operation is performed by a computer in order to widen the outlet and prevent blockage. It is done by the command from The above control will be described with reference to FIG.
If the slag flow speed calculated in 8 is lower than a certain value (higher than a certain value of viscosity), an operation to increase the amount of the auxiliary combustion oil supplied to the oil burner 36 is instructed. When the area of the outlet opening calculated by the slag flow monitoring / control device 28 becomes smaller than a certain value, a slag melting burner (for example, PG
A lance 4 for instructing an operation to start the oxygen burner, PG: propane gas) 38 and for breaking down and solidifying slag
0 is started. 42 is a distributed control device,
44 is a fuel flow control valve.
【００１５】[0015]
【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。 （１） 火炎が存在し、輝度が高い溶融炉の内部におい
ても、光学フィルタを用いたＩＴＶカメラにより、スラ
グ流及びスラグ流下口の鮮明な画像データを得ることが
できる。 （２） 得られた画像から、スラグ流の状態やスラグ流
下口の状況を判断し、スラグ流の監視だけでなく流下口
の詰まり防止制御や溶融炉燃焼制御にフィードバックす
ることで、プラントの自動運転を可能とするとともに、
運転員の負担を軽減することができる。As described above, the present invention has the following effects. (1) Even in a melting furnace in which a flame exists and has high brightness, clear image data of a slag flow and a slag flow outlet can be obtained by an ITV camera using an optical filter. (2) From the images obtained, the condition of the slag flow and the condition of the slag flow outlet are judged, and not only monitoring of the slag flow but also feedback to the clogging prevention control of the flow outlet and the combustion control of the melting furnace are used to automatically control the plant. While enabling driving,
The burden on the operator can be reduced.
【図１】本発明の実施の第１形態による溶融炉のスラグ
流監視・制御方法を実施する装置を示す系統的概略構成
説明図である。FIG. 1 is a systematic schematic configuration diagram showing an apparatus for implementing a method for monitoring and controlling a slag flow of a melting furnace according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施の第１形態における溶融炉安定化
運転のスラグ粘性制御（スラグ固化防止制御）を示すフ
ローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing slag viscosity control (slag solidification prevention control) in a melting furnace stabilizing operation according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の実施の第１形態における溶融炉安定化
運転のスラグ流下口閉塞防止制御を示すフローチャート
である。FIG. 3 is a flowchart showing slag outlet blocking prevention control in a melting furnace stabilizing operation according to the first embodiment of the present invention.
【図４】本発明の実施の第１形態におけるスラグ流速の
導出方法を説明するスラグ画像の概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a slag image illustrating a method for deriving a slag flow velocity according to the first embodiment of the present invention.
【図５】図４のスラグ画像における線分ＡＢ上の輝度レ
ベルを示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing a luminance level on a line segment AB in the slag image of FIG. 4;
【図６】図４のスラグ画像における線分ＡＢ上の輝度レ
ベルを時刻ｔと時刻ｔ＋Δｔのときに計測した結果を示
すグラフである。6 is a graph showing a result of measuring a luminance level on a line segment AB in the slag image of FIG. 4 at time t and time t + Δt.
１０ 溶融炉 １２ 予燃焼器 １４、３４ スラグ流下口 １６ スラグ水封ホッパ １８ スラグコンベア ２０ 再燃室 ２２ 観測窓 ２４ 光学フィルタ ２６ ＩＴＶカメラ ２８ スラグ流監視・制御装置 ３０ 画像モニタ装置 ３２ スラグ流 ３６ 油バーナ ３８ スラグ溶融用バーナ ４０ ランス ４２ 分散型制御装置 ４４ 燃料流量制御弁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Melting furnace 12 Precombustor 14, 34 Slag flow down port 16 Slag water seal hopper 18 Slag conveyor 20 Reburning chamber 22 Observation window 24 Optical filter 26 ITV camera 28 Slag flow monitoring / control device 30 Image monitor device 32 Slag flow 36 Oil burner 38 Burner for slag melting 40 Lance 42 Decentralized controller 44 Fuel flow control valve
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２７Ｄ 19/00 Ｆ２７Ｄ 19/00 Ｚ Ａ 21/00 21/00 Ａ 21/02 21/02 23/02 23/02 (72)発明者 吉田 孝一 千葉県野田市二ツ塚118番地 川崎重工業 株式会社野田工場内 (72)発明者 尾崎 嘉彦 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 宮崎 英隆 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 藤山 博 神戸市中央区東川崎町１丁目１番３号 川 崎重工業株式会社神戸本社内 (72)発明者 八尾 昇 神戸市中央区東川崎町１丁目１番３号 川 崎重工業株式会社神戸本社内 (72)発明者 片畑 正 神戸市中央区東川崎町１丁目１番３号 川 崎重工業株式会社神戸本社内 Ｆターム(参考） 3K061 AA23 AA24 AB02 AB03 AC03 BA02 BA06 CA01 DB12 DB14 NB03 NB21 NB23 NB30 3K062 AA23 AA24 AB02 AB03 AC03 BA05 CA08 DA05 DB13 4K056 AA05 AA19 CA20 EA01 FA02 FA11 FA24 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F27D 19/00 F27D 19/00 Z A 21/00 21/00 A 21/02 21/02 23/02 23 / 02 (72) Inventor Koichi Yoshida 118 Futatsuka, Noda City, Chiba Prefecture Kawasaki Heavy Industries, Ltd.Noda Factory (72) Inventor Yoshihiko Ozaki 1-1, Kawasaki-cho, Akashi-shi, Hyogo Kawasaki Heavy Industries, Ltd.Akashi Factory (72) Inventor Hidetaka Miyazaki 1-1, Kawasaki-cho, Akashi-shi, Hyogo Kawasaki Heavy Industries, Ltd.Akashi factory (72) Inventor Hiroshi Fujiyama 1-3-3, Higashi-Kawasaki-cho, Chuo-ku, Kobe Kawasaki Heavy Industries, Ltd. ) Inventor Noboru Yao 1-3-3 Higashikawasaki-cho, Chuo-ku, Kobe Kawasaki Heavy Industries, Ltd.Kobe Head Office (72) Inventor Tadashi Katahata 1-3-1, Higashikawasakicho, Chuo-ku, Kobe Kawa Heavy Industries Co., Ltd. Kobe headquarters in the F-term (reference) 3K061 AA23 AA24 AB02 AB03 AC03 BA02 BA06 CA01 DB12 DB14 NB03 NB21 NB23 NB30 3K062 AA23 AA24 AB02 AB03 AC03 BA05 CA08 DA05 DB13 4K056 AA05 AA19 CA20 EA01 FA02 FA11 FA24
Claims (10)
工業用テレビカメラで炉内を撮影して溶融炉内部の状態
の可視化を図り、可視化により得られた溶融炉内スラグ
流画像及びスラグ流下口画像を用いて、スラグ流の監視
及びスラグ流下口の詰まりを防止する制御を行うことを
特徴とする溶融炉のスラグ流監視・制御方法。1. An image of the inside of a melting furnace is visualized by photographing the inside of the furnace with an industrial television camera through an optical filter from above the melting furnace to visualize a state of the inside of the melting furnace, and a slag flow image in the melting furnace and a slag flow bottom image obtained by the visualization. A method for monitoring and controlling a slag flow of a melting furnace, wherein the slag flow is monitored and control for preventing clogging of a slag flow outlet is performed by using the method.
内部の状態の可視化を図り、可視化により得られた溶融
炉内スラグ流画像及びスラグ流下口画像を処理して、ス
ラグ流の状態及びスラグ流下口の詰まり状況を判断し、
スラグ流の状況を監視するとともに、スラグ流下口の詰
まり防止制御及びスラグ固化防止制御を行うことを特徴
とする溶融炉のスラグ流監視・制御方法。2. An image of the inside of the melting furnace is taken from above the melting furnace to visualize the state of the inside of the melting furnace, and a slag flow image in the melting furnace and a slag flow opening image obtained by the visualization are processed to form a slag flow. Judge the condition and the clogging condition of the slag outlet,
A method for monitoring and controlling a slag flow in a melting furnace, wherein the slag flow condition is monitored, and control for preventing clogging of a slag flow outlet and control for preventing slag solidification are performed.
内部の状態の可視化を図り、可視化により得られた溶融
炉内スラグ流画像及びスラグ流下口画像を処理して、ス
ラグ流速度及びスラグ流下口面積を算出し、スラグ流の
状況を監視するとともに、スラグ流下口の詰まりを防止
するためのスラグ溶融用バーナ制御又は／及びランスの
操作制御、並びにスラグの固化を防止するための助燃用
油バーナによる溶融炉燃焼制御の補正を行うことを特徴
とする溶融炉のスラグ流監視・制御方法。3. An image of the inside of the melting furnace is taken from above the melting furnace to visualize the state of the inside of the melting furnace, and a slag flow image in the melting furnace and a slag flow opening image obtained by the visualization are processed to obtain a slag flow velocity. Calculate the area of the slag flow outlet, monitor the slag flow status, control the slag melting burner to prevent clogging of the slag flow outlet, and / or control the operation of the lance, and prevent the slag from solidifying. A method for monitoring and controlling a slag flow in a melting furnace, comprising correcting a combustion control of the melting furnace by an oil burner for supporting combustion.
工業用テレビカメラで炉内を撮影して溶融炉内部の状態
の可視化を図り、可視化により得られた溶融炉内スラグ
流画像及びスラグ流下口画像を処理して、スラグ流の状
態及びスラグ流下口の詰まり状況を判断し、スラグ流の
状況を監視するとともに、スラグ流下口の詰まり防止制
御及びスラグ固化防止制御を行うことを特徴とする溶融
炉のスラグ流監視・制御方法。4. A slag flow image and a slag flow down image in the melting furnace obtained by visualizing the inside of the melting furnace by photographing the inside of the furnace with an industrial television camera through an optical filter from above the melting furnace and visualizing the inside of the furnace. A melting furnace characterized by determining the state of the slag flow and the clogging state of the slag flow outlet, monitoring the state of the slag flow, and performing slag flow prevention control and slag solidification prevention control. Slug flow monitoring and control method.
工業用テレビカメラで炉内を撮影して溶融炉内部の状態
の可視化を図り、可視化により得られた溶融炉内スラグ
流画像及びスラグ流下口画像を処理して、スラグ流速度
及びスラグ流下口面積を算出し、スラグ流の状況を監視
するとともに、スラグ流下口の詰まりを防止するための
スラグ溶融用バーナ制御又は／及びランスの操作制御、
並びにスラグの固化を防止するための助燃用油バーナに
よる溶融炉燃焼制御の補正を行うことを特徴とする溶融
炉のスラグ流監視・制御方法。5. A slag flow image and a slag flow down image in the melting furnace obtained by visualizing the inside of the melting furnace by photographing the inside of the furnace with an industrial television camera through an optical filter from above the melting furnace and obtaining the visualization. To calculate the slag flow velocity and the slag flow outlet area, monitor the slag flow condition, and control the slag melting burner control or / and lance operation control to prevent clogging of the slag flow outlet,
And a method for monitoring and controlling the slag flow of the melting furnace, wherein the correction of the combustion control of the melting furnace by an auxiliary oil burner for preventing the solidification of the slag is performed.
の状態の可視化を図るために、光学フィルタとして赤外
線以外の光をカットする機能をもつものを用いる請求項
１、４又は５記載の溶融炉のスラグ流監視・制御方法。6. The melting device according to claim 1, wherein an optical filter having a function of cutting light other than infrared light is used as an optical filter in order to visualize a state inside the melting furnace having high brightness due to the presence of a flame. Furnace slag flow monitoring and control method.
学フィルタを通して炉内を撮影する工業用テレビカメラ
と、 工業用テレビカメラ及び光学フィルタを用いて可視化さ
れた溶融炉内部のスラグ流及びスラグ流下口の画像デー
タを取り込んで、スラグ流の状態及びスラグ流下口の詰
まり状況を判断し、スラグ流の状況を監視するととも
に、スラグ流下口の詰まり防止制御及びスラグ固化防止
制御を行う監視・制御装置とを包含してなることを特徴
とする溶融炉のスラグ流監視・制御装置。7. An industrial television camera for photographing the inside of the furnace through an optical filter from an observation window provided at an upper part of the melting furnace, a slag flow in the melting furnace visualized by using the industrial television camera and the optical filter, and Monitors the slag flow port by capturing the image data of the slag flow port, judging the state of the slag flow and the clogging state of the slag flow port, monitoring the slag flow state, and performing control to prevent slag flow port clogging and slag solidification prevention. A slag flow monitoring and control device for a melting furnace, comprising a control device.
学フィルタを通して炉内を撮影する工業用テレビカメラ
と、 工業用テレビカメラ及び光学フィルタを用いて可視化さ
れた溶融炉内部のスラグ流及びスラグ流下口の画像デー
タを取り込んで、スラグ流速度及びスラグ流下口面積を
算出し、スラグ流の状況を監視するとともに、スラグ流
下口の詰まり防止制御及びスラグ固化防止制御を行う監
視・制御装置とを包含してなることを特徴とする溶融炉
のスラグ流監視・制御装置。8. An industrial television camera for photographing the inside of the furnace through an optical filter from an observation window provided at the top of the melting furnace, a slag flow inside the melting furnace visualized by using the industrial television camera and the optical filter, and A monitoring and control device that captures the image data of the slag outlet, calculates the slag flow velocity and the slag outlet area, monitors the slag flow status, and performs control to prevent clogging and slag solidification of the slag outlet. A slag flow monitoring and control device for a melting furnace, characterized by comprising:
スラグ溶融用バーナと、 溶融炉内のスラグ流下口上部に設けられたスラグを壊し
落とすためのランスと、 溶融炉の予燃焼器に設けられた助燃用油バーナと、 溶融炉の上部に設けられた観測窓から光学フィルタを通
して炉内を撮影する工業用テレビカメラと、 工業用テレビカメラ及び光学フィルタを用いて可視化さ
れた溶融炉内部のスラグ流及びスラグ流下口の画像デー
タを取り込んで、スラグ流速度及びスラグ流下口面積を
算出し、スラグ流の状況を監視するとともに、スラグ流
下口の詰まりを防止するためのスラグ溶融用バーナ制御
又は／及びランスの操作制御、並びにスラグの固化を防
止するための助燃用油バーナによる溶融炉燃焼制御の補
正を行う監視・制御装置とを包含してなることを特徴と
する溶融炉のスラグ流監視・制御装置。9. A slag melting burner provided in the vicinity of the slag flow outlet of the melting furnace, a lance provided in the upper part of the slag flow outlet in the melting furnace for breaking down slag, and a pre-combustor of the melting furnace. An oil burner for combustion support provided, an industrial TV camera that photographs the inside of the furnace through an optical filter from an observation window provided at the top of the melting furnace, and the inside of the melting furnace visualized using the industrial TV camera and optical filter The slag flow speed and the slag flow area are calculated by taking in the slag flow and the image data of the slag flow, and the slag flow burner control for monitoring the slag flow state and preventing the clogging of the slag flow port. And / or a monitoring and control device for correcting the operation of the lance and correcting the combustion control of the melting furnace by an auxiliary oil burner to prevent solidification of the slag. Slug flow monitor and control system of the melting furnace, characterized in Rukoto.
ットする機能をもつ光学フィルタである請求項７、８又
は９記載の溶融炉のスラグ流監視・制御装置。10. The slag flow monitoring / control device according to claim 7, wherein the optical filter is an optical filter having a function of cutting off light other than infrared light.
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