專利名稱：煤氣化爐的爐渣監(jiān)控裝置及煤氣化爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對自煤氣化爐的燃燒室排出的爐渣的排出狀況進行監(jiān)控的煤氣化爐的爐渣監(jiān)控裝置及煤氣化爐。
背景技術(shù)：
存在利用將煤氣化而得到的煤氣驅(qū)動燃氣輪機進行發(fā)電的技術(shù)。為了將煤氣化而使用煤氣化爐。在將煤氣化時，在煤氣化爐中會殘留作為煤渣的爐渣。這種爐渣需要自煤氣化爐排出。若爐渣為足夠高的溫度，則因具有流動性而通常從設(shè)置于煤氣化爐下部的渣口連續(xù)排出。在渣口的下方設(shè)置有裝滿冷卻水的爐渣排出筒，爐渣被冷卻水冷卻而凝固后， 從爐渣排出筒排出。在煤氣化爐的運轉(zhuǎn)過程中，避免渣口因爐渣的凝固而堵塞和避免爐渣的流動不穩(wěn)定是很重要的。因此，為了使煤氣化爐正常運轉(zhuǎn)，需要監(jiān)控爐渣的排出狀況。例如，在專利文獻1中公開有對在氣化熔融爐生成的熔融爐渣進行監(jiān)控的方法。在上述方法中，對自爐渣排出口流下的熔融爐渣進行拍攝，當確認為在從該圖像提取的爐渣流下部存在多個分離部或分支時，判斷為生成了有可能堵塞爐渣排出口的堆積凝固爐渣，于是使凝固爐渣除去機構(gòu)工作。專利文獻1 日本特開2002-295824號公報當爐渣堆積在渣口時，起動爐渣熔融燃燒器使爐渣熔融即可，但當爐渣堆積在自渣口離開的部位時，不能利用爐渣熔融燃燒器熔融堆積的爐渣。在該情況下，因徒勞無益地使用爐渣熔融燃燒器而有可能導致爐渣熔融燃燒器的耐久性降低及燃料消耗增加。專利文獻1并未對上述問題進行考慮，因此存在改善的余地。本發(fā)明是鑒于上述情況而作出的，其目的在于實現(xiàn)下述兩個目的中的至少一個目的在煤氣化爐中抑制爐渣熔融燃燒器的耐久性降低及燃料消耗增加；謀求基于爐渣監(jiān)控裝置中的判斷信息的復雜化來提高可靠性和排出狀況判斷的高度化。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述課題并實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的煤氣化爐的爐渣監(jiān)控裝置的特征在于，具有對熔融的爐渣流出的渣口進行觀測的渣口觀測機構(gòu)；對自所述渣口流出的所述爐渣向冷卻水的水面落下的狀況進行觀測的水面觀測機構(gòu)；基于利用所述渣口觀測機構(gòu)觀測到的所述渣口的開口面積和利用所述水面觀測機構(gòu)觀測到的所述爐渣的落下線條及所述爐渣的落下位置，判定所述爐渣的凝固附著部位的處理裝置。在本發(fā)明中，基于利用渣口觀測機構(gòu)觀測到的渣口的開口面積和利用水面觀測機構(gòu)觀測到的爐渣的落下線條及爐渣的落下位置，判定爐渣的凝固附著部位。由此，在爐渣凝固附著于即便使用爐渣熔融燃燒器也不能除去爐渣的部位時，可以判定以不使用爐渣熔融燃燒器的方式除去爐渣。其結(jié)果是，在煤氣化爐中可以避免爐渣熔融燃燒器的不必要的使用，因此，可以抑制爐渣熔融燃燒器的耐久性降低及燃料消耗增加。而且，可以謀求基于爐渣監(jiān)控裝置中的判斷信息的復雜化來提高可靠性和排出狀況判斷的高度化。作為本發(fā)明的優(yōu)選結(jié)構(gòu)，在所述煤氣化爐的爐渣監(jiān)控裝置中，優(yōu)選為，當所述爐渣的落下線條為規(guī)定條數(shù)且各落下線條分別處于預先限定的規(guī)定爐渣落下位置時，所述處理裝置判定所述渣口為所述凝固附著部位并對用于熔融在所述渣口凝固附著的爐渣的爐渣熔融燃燒器進行點火。由此，在煤氣化爐中，可以避免爐渣熔融燃燒器的不必要的使用，因此，可以抑制爐渣熔融燃燒器的耐久性降低及燃料消耗增加。作為本發(fā)明的優(yōu)選結(jié)構(gòu)，在所述煤氣化爐的爐渣監(jiān)控裝置中，優(yōu)選為，所述煤氣化爐的爐渣監(jiān)控裝置具有對所述爐渣落到所述水面的聲音進行檢測的爐渣落下聲音檢測機構(gòu)，當所述渣口觀測機構(gòu)、所述水面觀測機構(gòu)、所述爐渣落下聲音檢測機構(gòu)中的至少一個產(chǎn)生了故障時，所述處理裝置基于從所述渣口觀測機構(gòu)、所述水面觀測機構(gòu)、所述爐渣落下聲音檢測機構(gòu)中的正常工作的機構(gòu)得到的信息，繼續(xù)對所述爐渣進行監(jiān)控。由此，即便用于取得對爐渣的流動狀況進行監(jiān)控時所需的信息的設(shè)備等產(chǎn)生異常，也能夠繼續(xù)進行煤氣化爐的運轉(zhuǎn)。作為本發(fā)明的優(yōu)選結(jié)構(gòu)，在所述煤氣化爐的爐渣監(jiān)控裝置中，優(yōu)選為，在所述爐渣落下聲音檢測機構(gòu)的下方設(shè)置有水中爐渣觀測機構(gòu)，該水中爐渣觀測機構(gòu)由朝向所述爐渣落下的水發(fā)射檢測波的至少一個檢測波發(fā)射傳感器和接收該檢測波發(fā)射傳感器發(fā)射的所述檢測波的多個檢測波接收傳感器構(gòu)成，所述處理裝置基于利用多個所述檢測波接收傳感器檢測的所述檢測波，對所述冷卻水中存在的凝固爐渣的堆積情況進行評價。由此，可以高精度地判定凝固爐渣的堆積情況。作為本發(fā)明的優(yōu)選結(jié)構(gòu)，在所述煤氣化爐的爐渣監(jiān)控裝置中，優(yōu)選為，所述檢測波發(fā)射傳感器為一個，自所述冷卻水的水面朝向下方移動并在規(guī)定的位置發(fā)射檢測波。由此， 由于可以減少檢測波發(fā)射傳感器的個數(shù)，因此，可以降低煤氣化爐的爐渣監(jiān)控裝置的制造成本。作為本發(fā)明的優(yōu)選結(jié)構(gòu)，在所述煤氣化爐的爐渣監(jiān)控裝置中，優(yōu)選為，在所述爐渣落下聲音檢測機構(gòu)的下方設(shè)置有水中爐渣觀測機構(gòu)，該水中爐渣觀測機構(gòu)由能夠發(fā)射接收檢測波的第一檢測波發(fā)射接收傳感器及第二檢測波發(fā)射接收傳感器構(gòu)成，所述處理裝置在所述第一檢測波發(fā)射接收傳感器和所述第二檢測波發(fā)射接收傳感器之間切換發(fā)射和接收的關(guān)系，并基于檢測到的所述檢測波的路徑評價所述冷卻水中存在的凝固爐渣的堆積情況。由此，推定凝固爐渣的大小時的精度提高。作為本發(fā)明的優(yōu)選結(jié)構(gòu)，在所述煤氣化爐的爐渣監(jiān)控裝置中，優(yōu)選為，當所述爐渣落下聲音檢測機構(gòu)產(chǎn)生了異常時，利用所述水中爐渣觀測機構(gòu)對所述爐渣落到所述水面的聲音進行檢測。由此，即便爐渣落下聲音檢測機構(gòu)產(chǎn)生了異常，也可以繼續(xù)監(jiān)控爐渣的流動狀況，因此，可以減小導致煤氣化爐的運轉(zhuǎn)停止的可能性。作為本發(fā)明的優(yōu)選結(jié)構(gòu)，在所述煤氣化爐的爐渣監(jiān)控裝置中，優(yōu)選為，所述渣口觀測機構(gòu)是照相機，所述處理裝置在所述煤氣化爐的起動燃燒器點火過程中，將所述照相機的增益設(shè)為自動調(diào)節(jié)模式且將所述照相機的快門速度設(shè)為最大或任意速度，所述處理裝置在煤投入過程中將所述照相機的增益和快門速度設(shè)為一定值。由此，由于可以比較亮度，因此，在煤氣化時可以更切實地監(jiān)控爐渣的流動狀況。作為本發(fā)明的優(yōu)選結(jié)構(gòu)，在所述煤氣化爐的爐渣監(jiān)控裝置中，優(yōu)選為，所述處理裝置基于從所述渣口觀測機構(gòu)得到的圖像的亮度判定所述渣口觀測機構(gòu)的入光部的污垢 (汚Λ )，當所述入光部的污垢不能允許時，所述處理裝置起動對該入光部進行清洗的清洗機構(gòu)。由此，可以實現(xiàn)對爐渣的流動狀況穩(wěn)定地進行監(jiān)控。作為本發(fā)明的優(yōu)選結(jié)構(gòu)，在所述煤氣化爐的爐渣監(jiān)控裝置中，優(yōu)選為，所述處理裝置基于從所述水面觀測機構(gòu)得到的圖像的亮度判定所述水面觀測機構(gòu)的入光部的污垢，當所述入光部的污垢不能允許時，所述處理裝置起動對該入光部進行清洗的清洗機構(gòu)。由此， 可以實現(xiàn)對爐渣的流動狀況穩(wěn)定地進行監(jiān)控。為了解決上述課題并實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的煤氣化爐的特征在于具有所述煤氣化爐的爐渣監(jiān)控裝置。由于該煤氣化爐具有上述的煤氣化爐的爐渣監(jiān)控裝置，因此，可以避免爐渣熔融燃燒器的不必要的使用，從而可以抑制爐渣熔融燃燒器的耐久性降低及燃料消耗增加。而且，可以謀求基于爐渣監(jiān)控裝置中的判斷信息的復雜化來提高可靠性和排出狀況判斷的高度化。本發(fā)明可以實現(xiàn)下述兩個目的中的至少一個在煤氣化爐中抑制爐渣熔融燃燒器的耐久性降低及燃料消耗增加；謀求基于爐渣監(jiān)控裝置中的判斷信息的復雜化來提高可靠性和排出狀況判斷的高度化。


圖1是本實施方式的煤氣化爐的爐渣監(jiān)控裝置的整體結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示利用渣口照相機及水面照相機得到的圖像的一例的示意圖。圖3是表示在利用渣口照相機及水面照相機得到的圖像中關(guān)注的區(qū)域和評價參數(shù)之間的對應關(guān)系的說明圖。圖4是在本實施方式判定落下聲音的方法的說明圖。圖5是表示在本實施方式中監(jiān)控爐渣的流動狀況時的評價邏輯的一例的圖。圖6是表示用于判定爐渣凝固附著并堆積的部位的評價邏輯的圖。圖7是表示用于判定爐渣凝固附著并堆積的部位的評價邏輯的圖。圖8是表示用于判定是否使爐渣熔融燃燒器工作的評價邏輯的圖。圖9是表示用于判定是否存在渣口堵塞的可能性的評價邏輯的圖。圖10是對爐渣積存部內(nèi)的凝固爐渣進行監(jiān)控的方法的說明圖。圖11是對爐渣積存部內(nèi)的凝固爐渣進行監(jiān)控的方法的說明圖。圖12是表示用于對爐渣積存部內(nèi)的凝固爐渣進行監(jiān)控的評價邏輯的圖。圖13是用于說明對渣口照相機的增益及快門速度進行切換的時期的圖。圖14是表示渣口照相機和水面照相機對爐渣排出筒內(nèi)進行監(jiān)控時的結(jié)構(gòu)的概略圖。圖15是表示用于判定是否清洗監(jiān)控窗的評價邏輯的圖。圖16是表示用于判定是否清洗監(jiān)控窗的評價邏輯的圖。附圖標記說明1煤氣化爐IC燃燒室IR反應室
2出漁部3 S 口4爐渣排出筒4W 壁面5冷卻水5H 水面6爐渣熔融燃燒器8A、8B爐渣線條8R凝固爐渣10光譜儀IOB 專用 I/F 板11渣口照相機(第一照相機)11B、12B圖像處理板12水面照相機(第二照相機)13落下聲音傳感器13A放大器13C、14RC A/D 轉(zhuǎn)換器14、14a水中爐渣觀測機構(gòu)14R、14R1、14R2、14R3、14R4 檢測波接收傳感器14T、14T1、14T2、14T3、14T4 檢測波發(fā)射傳感器14RA、14TA 放大器14TC D/A 轉(zhuǎn)換器20處理裝置21顯示器22揚聲器30保護筒31監(jiān)控窗32 表面33 光纖34清洗噴嘴100爐渣監(jiān)控裝置
具體實施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明進行詳細說明。需要說明的是，本發(fā)明并不限定于以下的說明。另外，以下所公開的構(gòu)成要素包含本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到的要素、實質(zhì)上相同的要素等所謂的等同范圍內(nèi)的要素。圖1是本實施方式的煤氣化爐的爐渣監(jiān)控裝置的整體結(jié)構(gòu)圖。煤氣化爐的爐渣監(jiān)控裝置(以下稱為爐渣監(jiān)控裝置)100是對煤氣化爐1中將煤氣化的過程中產(chǎn)生的爐渣的流動狀況進行監(jiān)控的裝置。煤氣化爐1構(gòu)成為包含被投入煤和氣化劑(空氣、富氧空氣、O2等)并使煤燃燒的燃燒室1C、被投入煤并使其氣化的反應室1R、回收從燃燒室IC排出的爐渣的爐渣排出筒4。在反應室IR中，利用煤在燃燒室IC中燃燒產(chǎn)生的高溫，進行煤的熱分解，氧、水蒸汽與碳反應而被氣化。如圖1所示，爐渣排出筒4設(shè)置在煤氣化爐1的下方(鉛直方向側(cè))。在構(gòu)成煤氣化爐1的燃燒室IC的下部，設(shè)置有圓錐狀的出渣部2。煤在燃燒室IC燃燒，而且煤在反應室IR氣化后生成的熔融狀態(tài)的爐渣經(jīng)由設(shè)置于出渣部2的圓形渣口 3排出。在渣口 3的邊緣形成有多個(例如兩個，配置在以180度間隔相對的位置)引導排出的爐渣流出的槽 (流出引導槽)。流出引導槽的截面積被設(shè)計成使兩條爐渣流穩(wěn)定地流下。在爐渣排出筒4 的下方存在冷卻水5。自渣口 3排出的熔融狀態(tài)的爐渣流到冷卻水5中。在爐渣排出筒4 的下部設(shè)置有爐渣積存部7 (分離來自氣化爐的、爐渣排出裝置(例如，吹出管、閥、破碎機等)的允許尺寸以上的爐渣的裝置(例如網(wǎng)篩等))，在該爐渣積存部7積存有落到冷卻水 5中而凝固的爐渣(凝固爐渣)8R。爐渣監(jiān)控裝置100包含作為渣口觀測機構(gòu)的第一照相機(以下稱為渣口照相機)11、作為水面觀測機構(gòu)的第二照相機(以下稱為水面照相機)12、處理裝置20而構(gòu)成。 在本實施方式中，爐渣監(jiān)控裝置100還具有作為爐渣溫度計測機構(gòu)的光譜儀10及作為爐渣落下聲音檢測機構(gòu)的落下聲音傳感器13。渣口照相機11對熔融的爐渣流出的渣口 3進行拍攝以對其進行觀測。水面照相機12對自渣口 3流出的熔融的爐渣向爐渣排出筒4下方的冷卻水5的水面5H落下的狀況進行拍攝來對上述熔融的爐渣的落下狀況進行觀測。落下聲音傳感器13對爐渣落到冷卻水5的水面5H的聲音進行檢測。處理裝置20 例如由計算機構(gòu)成，基于利用渣口照相機11觀測到的渣口 3的開口面積和利用水面照相機 12觀測到的爐渣的落下線條及爐渣向水面5H落下的落下位置，判定爐渣凝固附著的部位 (凝固附著部位)。處理裝置20與監(jiān)控爐渣的監(jiān)控機構(gòu)(渣口照相機11和水面照相機12 等)、作為顯示機構(gòu)的顯示器21、作為聲音產(chǎn)生機構(gòu)的揚聲器22、控制對象設(shè)備CA連接。渣口照相機11設(shè)置于爐渣排出筒4側(cè)壁的外側(cè)。渣口照相機11經(jīng)由設(shè)置于爐渣排出筒4側(cè)壁的渣口監(jiān)控窗對渣口 3及渣口 3周邊進行拍攝，并生成渣口圖像。光譜儀10 設(shè)置于爐渣排出筒4側(cè)壁的外側(cè)。光譜儀10以渣口 3的中心部(微小區(qū)域)為測定區(qū)域， 透過渣口觀察窗測定渣口 3中心部的溫度。水面照相機12設(shè)置于爐渣排出筒4側(cè)壁的外側(cè)。水面照相機12經(jīng)由設(shè)置于爐渣排出筒4側(cè)壁的水面監(jiān)控窗拍攝冷卻水5的水面5H并生成水面的圖像。作為爐渣落下聲音檢測機構(gòu)的落下聲音傳感器13設(shè)置于冷卻水5的水中。作為落下聲音傳感器13，例如可以使用水聽器。落下聲音傳感器13將向自身輸入的聲音轉(zhuǎn)換成電信號并輸出。渣口照相機11與圖像處理板IlB連接。圖像處理板IlB對利用渣口照相機11取得的渣口的圖像進行數(shù)字數(shù)據(jù)處理。將由此得到的圖像稱為渣口監(jiān)控圖像。需要說明的是，渣口監(jiān)控圖像包含渣口的亮度分布數(shù)據(jù)。渣口的亮度分布數(shù)據(jù)由表示渣口監(jiān)控圖像所包含的各像素的亮度的數(shù)據(jù)構(gòu)成。光譜儀10與專用IF板IOB連接。專用IF板IOB生成利用光譜儀10測定的表示渣口 3中心溫度的溫度數(shù)據(jù)。水面照相機12與圖像處理板12B連接。圖像處理板12B對利用水面照相機12取得的水面圖像進行數(shù)字數(shù)據(jù)處理。將由此得到的圖像稱為水面監(jiān)控圖像。需要說明的是，水面監(jiān)控圖像包含水面的亮度分布數(shù)據(jù)。水面的亮度分布數(shù)據(jù)由水面監(jiān)控圖像所包含的各像素的亮度構(gòu)成。落下聲音傳感器13的輸出被輸入至放大器13A。放大器13A將落下聲音傳感器13 輸出的電信號放大。放大器13A的輸出被輸入至帶通濾波器(BPF) 13F。BPF13F使放大器 13A的輸出中的、包含爐渣落到冷卻水5而產(chǎn)生的落下聲音的帶域成分的規(guī)定監(jiān)控帶域的信號通過而將其輸出。BPF13F的輸出被輸入至A/D轉(zhuǎn)換器13C。A/D轉(zhuǎn)換器13C對BPF13F 輸出的模擬信號進行數(shù)字化處理。A/D轉(zhuǎn)換器13C將落下聲音傳感器13取得的聲音中的、 包含爐渣落到冷卻水5而產(chǎn)生的聲音帶域的規(guī)定監(jiān)控帶域的成分的數(shù)字數(shù)據(jù)輸出。以下將該數(shù)字數(shù)據(jù)稱為水中聲音監(jiān)控數(shù)據(jù)。在爐渣積存部7的周圍設(shè)置有對爐渣積存部7的冷卻水5中存在的凝固的爐渣 (凝固爐渣)8R進行觀測的水中爐渣觀測機構(gòu)14。水中爐渣觀測機構(gòu)14配置在落下聲音傳感器13的下方。在本實施方式中，水中爐渣觀測機構(gòu)14由發(fā)射檢測波的多個(在本實施方式中為四個)檢測波發(fā)射傳感器14T和接收檢測波發(fā)射傳感器14T發(fā)射的檢測波的多個(在本實施方式中為四個)檢測波接收傳感器14R構(gòu)成。水中爐渣觀測機構(gòu)14通過利用檢測波接收傳感器14R檢測自檢測波發(fā)射傳感器14T發(fā)射的檢測波的衰減程度，對爐渣積存部7內(nèi)的凝固爐渣8R進行觀測。利用檢測波因凝固爐渣8R的存在而衰減這一性質(zhì)， 當存在檢測到自檢測波發(fā)射傳感器14T發(fā)射的檢測波較大地衰減的檢測波接收傳感器14R 時，可以判定在該檢測波接收傳感器14R和發(fā)射了檢測波的檢測波發(fā)射傳感器14T之間存在凝固爐渣8R。檢測波發(fā)射傳感器14T與放大器14TA連接，放大器14TA與D/A轉(zhuǎn)換器14TC連接， D/A轉(zhuǎn)換器14TC與處理裝置20連接。在對爐渣積存部7內(nèi)的凝固爐渣8R進行觀測時，處理裝置20發(fā)出檢測波的發(fā)射指令。根據(jù)該指令，生成用于產(chǎn)生規(guī)定頻率(例如，120kHz的超聲波)的檢測波的信號(檢測波產(chǎn)生信號)。檢測波產(chǎn)生信號利用D/A轉(zhuǎn)換器14TC轉(zhuǎn)換為模擬數(shù)據(jù)并利用放大器14TA放大后向檢測波發(fā)射傳感器14T輸入。根據(jù)該輸入，檢測波發(fā)射傳感器14T發(fā)射頻率與檢測波產(chǎn)生信號對應的檢測波。接收到檢測波發(fā)射傳感器14T發(fā)射的檢測波的檢測波接收傳感器14R輸出檢測波接收信號。該輸出被輸入至放大器14RA。放大器14RA將檢測波接收傳感器14R輸出的電信號放大。放大器14RA的輸出被輸入至帶通濾波器(BPF) 14RF。BPF14RF將放大器14RA 的輸出中的不需要的頻率帶域除去后輸出。BPF14RF的輸出被輸入至A/D轉(zhuǎn)換器14RC。A/ D轉(zhuǎn)換器14RC將BPF14RF輸出的模擬信號進行數(shù)字化處理后向處理裝置20輸入。以下將該數(shù)字數(shù)據(jù)稱為凝固爐渣監(jiān)控數(shù)據(jù)。圖像處理板11B、專用IF板10B、圖像處理板12B及A/D轉(zhuǎn)換器13C與處理裝置20 連接。處理裝置20至少根據(jù)渣口亮度分布數(shù)據(jù)、水面亮度分布數(shù)據(jù)及水中聲音監(jiān)控數(shù)據(jù)對爐渣的排出狀態(tài)進行監(jiān)控、診斷。此時，處理裝置20根據(jù)需要也使用溫度數(shù)據(jù)。當處理裝置20監(jiān)控、診斷的結(jié)果為判定需要將爐渣熔融燃燒器6點火時，該處理裝置20輸出爐渣熔融燃燒器點火指令將設(shè)置于渣口 3周圍的爐渣熔融燃燒器6(相當于控制對象設(shè)備CA)點火使其工作，而且使用顯示器21和揚聲器22輸出各種警報輸出。圖2是表示利用渣口照相機及水面照相機得到的圖像的一例的示意圖。圖3是表示在利用渣口照相機及水面照相機得到的圖像中關(guān)注的區(qū)域和評價參數(shù)之間的對應關(guān)系的說明圖。圖2中示出利用渣口照相機11取得的渣口監(jiān)控圖像9H和利用水面照相機12取得的水面監(jiān)控圖像9W。渣口監(jiān)控圖像9H包含渣口 3及其周邊，水面監(jiān)控圖像9W包含水面5H。在渣口監(jiān)控圖像9H及水面監(jiān)控圖像9W中設(shè)定有對爐渣的流動狀況進行監(jiān)控時關(guān)注的區(qū)域ROI (1) ROI (5) (ROI =Region Of Interest，感興趣區(qū)域)。另外，在對爐渣的流動狀況進行監(jiān)控時， 檢測自渣口 3流下的爐渣的線條(爐渣線條)8A、8B并對其進行關(guān)注。在檢測爐渣線條8A、 8B時，處理裝置20在配置在渣口監(jiān)控圖像9H及水面監(jiān)控圖像9W的規(guī)定位置的爐渣線條檢測位置SL基于各自的圖像的亮度對爐渣線條8A、8B的有無和位置進行檢測。在ROI(I)中拍攝到爐渣流出的渣口 3、流出的爐渣線條8A、8B。因此，在ROI(I)中顯示出渣口 3和渣口 3正下方的爐渣流的狀態(tài)。ROI (2)是與渣口 3大致重疊的矩形區(qū)域。 在ROI (2)中拍攝到渣口 3的狀態(tài)。因此，在ROI (2)中顯示出渣口 3的狀態(tài)。需要說明的是，由于生成渣口監(jiān)控圖像9H的渣口照相機11斜著拍攝渣口 3，因此，渣口 3在渣口監(jiān)控圖像9H中拍攝成橢圓形。ROI (3)是矩形區(qū)域，是爐渣落到水面5H的區(qū)域。在ROI (3)中拍攝到兩條爐渣線條8A、8B。因此，在R0I(3)中顯示出落到水面5H的爐渣流的狀態(tài)。需要說明的是，爐渣線條的條數(shù)由形成在渣口 3邊緣的上述流出引導槽的條數(shù)確定。在本實施方式中，由于具有兩條流出引導槽，因此，在不存在異常時，兩條爐渣線條8A、8B自渣口 3流下。ROI (4)是矩形區(qū)域，是自渣口 3流下的爐渣線條8A、8B中的一條爐渣線條8A落到水面5H的區(qū)域。因此，在ROI (4)中顯示出落到水面5H的一條爐渣流的狀態(tài)。另外，ROI (5) 是矩形區(qū)域，是自渣口 3流下的爐渣線條8A、8B中的另一條爐渣線條8B落到水面5H的區(qū)域。因此，在ROI (5)中顯示出落到水面5H的另一條爐渣流的狀態(tài)。對于渣口 3側(cè)的圖像即渣口監(jiān)控圖像9H而言，在ROI(I)、R0I (2)及爐渣線條檢測位置SL使用各自的評價參數(shù)監(jiān)控爐渣的流動狀況。在ROI (1)，監(jiān)控爐渣的流動狀況時所使用的評價參數(shù)是高亮度面積及低亮度面積。ROI(I)的高亮度面積指的是爐渣監(jiān)控圖像中限定的ROI(I)中的亮度比規(guī)定值高的區(qū)域的面積。另外，ROI(I)的低亮度面積指的是爐渣監(jiān)控圖像中限定的ROI(I)中的亮度比規(guī)定值低的區(qū)域的面積。在ROI⑵，監(jiān)控爐渣的流動狀況時所使用的評價參數(shù)是開口部高亮度面積。 ROI (2)的開口部高亮度面積指的是渣口監(jiān)控圖像9H中限定的表示渣口 3的開口部的 ROI (2)中的亮度比規(guī)定值高的區(qū)域的面積。在爐渣線條檢測位置SL，監(jiān)控爐渣的流動狀況時所使用的評價參數(shù)是自渣口 3流下的爐渣線條的條數(shù)。對于水面5H側(cè)的圖像即水面監(jiān)控圖像9W而言，在ROI (3)、R0I (4)、R0I (5)及爐渣線條檢測位置SL使用各自的評價參數(shù)監(jiān)控爐渣的流動狀況3。在ROI (3)，監(jiān)控爐渣的流動狀況時所使用的評價參數(shù)是亮度變動率及低亮度面積。ROI C3)的亮度變動率指的是水面監(jiān)控圖像中限定的R0I(3)中每個處理周期的亮度的變動量。另外，R0I(3)的低亮度面積指的是水面監(jiān)控圖像中限定的ROI (3)中的亮度比規(guī)定值低的區(qū)域的面積。在ROI (4)及ROI (5)，監(jiān)控爐渣的流動狀況時所使用的評價參數(shù)是高亮度面積。 ROI (4)、ROI (5)的高亮度面積指的是水面監(jiān)控圖像9W中限定的表示爐渣線條8A、8B向水面5H落下的區(qū)域的ROI (4)、ROI (5)中的亮度比規(guī)定值高的區(qū)域的面積。在爐渣線條檢測位置SL，監(jiān)控爐渣的流動狀況時所使用的評價參數(shù)是自渣口 3流下的爐渣線條的條數(shù)。圖4是在本實施方式中判定落下聲音的方法的說明圖。在本實施方式中，處理裝置20根據(jù)利用落下聲音傳感器13檢測的落下聲音，判定爐渣自渣口 3連續(xù)落下、還是斷續(xù)地落下、還是未落下。在本實施方式中，當利用落下聲音傳感器13檢測的落下聲音的頻率 f進入頻帶A或頻帶B時，基于所述落下聲音的聲壓判定爐渣的落下狀況。在此，頻帶A的頻率帶域是Π以上f2以下、頻帶B的頻率帶域是f3以上f4以下(fl < f2 < f3 < f4)。處理裝置20取得利用落下聲音傳感器13取得的落下聲音的頻率f，當該頻率f進入頻帶A或頻帶B且所述落下聲音的聲壓比第一閾值hi小時，處理裝置20判定爐渣未落下。另外，當落下聲音的頻率f進入頻帶A或頻帶B且所述落下聲音的聲壓為第一閾值hi 以上且比第二閾值h2小時，處理裝置20判定爐渣連續(xù)落下。另外，當落下聲音的頻率f進入頻帶A或頻帶B且所述落下聲音的聲壓比第二閾值h2大時，處理裝置20判定爐渣斷續(xù)落下。在此，在本實施方式中，第一閾值hi及第二閾值h2與頻率的增加一同增大。圖5是表示在本實施方式中監(jiān)控爐渣的流動狀況時的評價邏輯的一例的圖。在本實施方式中，當接下來的(1) 的“和判斷(AND)”重復N次時，處理裝置20判定爐渣流動穩(wěn)定(Jl)。(1)渣口照相機11正常。(2)水面照相機12正常。(3)落下聲音傳感器13正常。(4)條件(a)、(b)、(c)中的至少一個成立。在此，條件(a)是在渣口 3側(cè)爐渣線條比1多且ROI (1)的高亮度面積比設(shè)定值大、 條件(b)是落下聲音連續(xù)或斷續(xù)、條件(c)是在水面5H側(cè)爐渣線條比1多或者ROI (3)的亮度變動量比設(shè)定值大這兩個條件中的至少一方成立。另外，當上述(1) (3)和接下來的(5)的“和判斷”重復N次時，處理裝置20判定存在爐渣流動變得不穩(wěn)定的趨勢，并促使注意爐渣流動(J2)。(5)上述條件(a)、(b)、(c)中一個也不成立。當渣口照相機11、水面照相機12、落下聲音傳感器13中的至少一個產(chǎn)生了故障時，處理裝置20基于從渣口照相機11、水面照相機12、落下聲音傳感器13中的正常工作的機構(gòu)得到的信息，繼續(xù)監(jiān)控爐渣的流動狀況。例如，當落下聲音傳感器13產(chǎn)生了故障時，處理裝置20不使用從落下聲音傳感器13得到的爐渣落下狀態(tài)的信息及落下聲音傳感器是否正常的信息，而僅使用從渣口照相機11及水面照相機12得到的信息監(jiān)控爐渣的流動狀況。在該情況下，使用從圖5所示的評價邏輯除去利用落下聲音傳感器13得到的信息后重新構(gòu)建的評價邏輯，監(jiān)控爐渣的流動狀況。同樣地，當水面照相機12產(chǎn)生了故障時，使用從圖5所示的評價邏輯除去利用水面照相機12得到的信息后重新構(gòu)建的評價邏輯，監(jiān)控爐渣的流動狀況。另外，當水面照相機12及落下聲音傳感器13兩者都產(chǎn)生了故障時，使用從圖5所示的評價邏輯除去利用落下聲音傳感器13得到的信息及利用水面照相機12得到的信息后重新構(gòu)建的評價邏輯，監(jiān)控爐渣的流動狀況。如上所述，在本實施方式中，當渣口照相機11、水面照相機12、落下聲音傳感器13 中的至少一個產(chǎn)生了故障時，基于從渣口照相機11、水面照相機12、落下聲音傳感器13中的正常工作的機構(gòu)得到的信息，繼續(xù)監(jiān)控爐渣的流動狀況。由此，雖然監(jiān)控的精度稍微降低，但可以不停止煤氣化爐1的運轉(zhuǎn)。另外，當渣口照相機11、水面照相機12、落下聲音傳感器13中的至少一個產(chǎn)生了故障時，基于從渣口照相機11、水面照相機12、落下聲音傳感器13中的正常工作的機構(gòu)得到的信息，繼續(xù)監(jiān)控爐渣的流動狀況，這種監(jiān)控方式在以下的例子中也一樣。[判定凝固附著部位]圖6、圖7是表示用于判定爐渣凝固附著并堆積的部位的評價邏輯的圖。在本實施方式中，處理裝置20基于利用渣口照相機11觀測到的渣口 3的開口面積和利用水面照相機12觀測到的爐渣的落下線條及爐渣的落下位置，判定爐渣凝固附著并堆積的部位(凝固附著部位)。更具體地說，當接下來的條件(6)、(7)都成立及條件(8) (10)中的任一個成立這兩種情況連續(xù)N次時(參照圖6)，處理裝置20判定為雖然爐渣未堆積在渣口 3，但爐渣凝固附著在渣口 3周邊并堆積，即便使爐渣熔融燃燒器6工作也不能除去堆積的爐渣。 在該情況下，處理裝置20不發(fā)射爐渣熔融燃燒器6的點火指令(J31)。另外，當條件(6)、(7)都成立及條件⑶ (10)都不成立這兩種情況連續(xù)N次時(參照圖6)，處理裝置20判定爐渣堆積在渣口 3并發(fā)射爐渣熔融燃燒器6的點火指令 (J32)。(6)ROI (2)的開口部高亮度部面積比設(shè)定值(1)小。(7)渣口照相機11正常。(8)水面照相機12正常且ROI (4)的高亮度面積率比設(shè)定值大。(9)水面照相機12正常且ROI (5)的高亮度面積率比設(shè)定值大。(10)水面照相機12正常且利用水面照相機12得到的向水面5H落下的爐渣線條為規(guī)定條數(shù)(在本實施方式中為兩條)。在此，條件(10)中的規(guī)定條數(shù)依賴于在渣口 3邊緣形成的流出引導槽的條數(shù)(以下也一樣)。在監(jiān)控窗和渣口 3的中間部存在爐渣的情況下，當爐渣自渣口的兩個流出引導槽流下時，爐渣向水面的落水點處于大致固定位置(R0K4)、ROI (5)內(nèi))，但若爐渣堆積在渣口 3，則爐渣的流下位置發(fā)生變化，爐渣與流出引導槽無關(guān)地流下，因此，爐渣隨機地向水面落下的落下位置不處于固定位置(R0I (4)、ROI (5)內(nèi))。因此，如上所述，可以對爐渣堆積在渣口 3這一情況；以及雖然爐渣未堆積在渣口 3但爐渣凝固附著在渣口 3周邊并堆積這一情況進行判定。另外，如圖7所示，也可以進一步追加利用落下聲音傳感器13得到的信息來判定爐渣的凝固附著部位。更具體地說，當條件(6)、(7)都成立及條件⑶ (11)中的任一個成立這兩種情況連續(xù)N次時(參照圖7)，處理裝置20判定為雖然爐渣未堆積在渣口 3，但爐渣凝固附著在渣口 3周邊并堆積，即便使爐渣熔融燃燒器6工作也不能除去堆積的爐渣。 在該情況下，處理裝置20不發(fā)射爐渣熔融燃燒器6的點火指令(J31)。另外，在條件(6)、 (7)都成立及條件(8) (11)都不成立這兩種情況連續(xù)N次時(參照圖7)，處理裝置20 判定爐渣堆積在渣口 3并發(fā)射爐渣熔融燃燒器6的點火指令(J32)。(11)落下聲音傳感器13正常且利用落下聲音傳感器13檢測到的落下聲音連續(xù)或斷續(xù)。圖7所示的判定邏輯在圖6所示的判定邏輯中追加了基于落下聲音傳感器的判定。之所以追加是考慮到提高判定爐渣流下時的可靠性。若爐渣向水面流下的位置為固定位置，則落下聲音進行響應。此時，當落下聲音傳感器異常時，自動使用圖6所示的判定邏輯判定爐渣凝固附著并堆積的部位。
當處理裝置20判定在渣口 3未堆積爐渣但爐渣凝固附著并堆積在渣口 3周邊時， 處理裝置20例如在顯示器21中顯示上述信息。在該情況下，即便使爐渣熔融燃燒器6工作也不能除去堆積的爐渣。因此，例如預先調(diào)查在渣口 3周邊爐渣容易堆積的位置，在該部分配置使爐渣熔融的加熱機構(gòu)，通過使其工作，從而可以除去在渣口 3周邊堆積的爐渣。如上所述，在本實施方式中，由于可以判定爐渣的凝固附著部位，因此，可以如下進行控制當爐渣堆積在渣口 3時使爐渣熔融燃燒器6工作；當爐渣堆積在自渣口 3離開的部位時不使爐渣熔融燃燒器6工作。由此，當利用爐渣熔融燃燒器6不能熔融堆積的爐渣時，不使爐渣熔融燃燒器6工作，因此，可以避免爐渣熔融燃燒器6的徒勞無益的使用，從而可以抑制爐渣熔融燃燒器6的耐久性降低及燃料消耗增加。另外，在判定爐渣的凝固附著部位時，處理裝置20通常使用渣口照相機11、水面照相機12及落下聲音傳感器13 (圖7的評價邏輯)判定爐渣的凝固附著部位，當落下聲音傳感器13產(chǎn)生了故障等時，也可以僅使用渣口照相機11及水面照相機12判定(圖6的評價邏輯)爐渣的凝固附著部位。通過采取上述方式，當落下聲音傳感器13正常時，可以進行更高精度的判定，并且，即便落下聲音傳感器13產(chǎn)生了異常，也可以判定爐渣的凝固附著部位，因此，也可以不停止煤氣化爐1。圖8是表示用于判定是否使爐渣熔融燃燒器工作的評價邏輯的圖。如圖8所示， 當接下來的(1幻、(1；3)的條件全都滿足的情況連續(xù)產(chǎn)生了 N次時，處理裝置20判定爐渣的凝固附著部位處于渣口 3，促使爐渣熔融燃燒器6點火(圖8的J4)。(12)利用渣口照相機11取得的ROI (2)的開口部高亮度面積比第一設(shè)定值小。(13)渣口照相機11正常。渣口 3的開口部高亮度面積減小可認為是因渣口 3被堆積的爐渣堵塞而造成的， 因此，當所述開口部高亮度面積比第一設(shè)定值小時，處理裝置20判定爐渣向渣口 3的堆積不能允許。在該情況下，處理裝置20利用顯示器21和揚聲器22告知促使爐渣熔融燃燒器 6點火的信息。作業(yè)人員收到該告知后對爐渣熔融燃燒器6進行點火使其工作，從而除去堆積在渣口 3的爐渣。由于如上所述預先告知爐渣堆積在渣口 3的信息，因此，可以使煤氣化爐1穩(wěn)定地運轉(zhuǎn)。另外，當上述條件(1 、(13)連續(xù)地滿足N次時，處理裝置20也可以自動對爐渣熔融燃燒器6進行點火使其工作。圖9是表示用于判定是否存在渣口堵塞的可能性的評價邏輯的圖。如圖9所示， 當接下來的(14)、(1 的條件全都滿足的情況連續(xù)地產(chǎn)生了 N次時，處理裝置20判定存在渣口 3堵塞的可能性(圖9的J5)并告知該信息。(14)利用渣口照相機11取得的ROI (2)的開口部高亮度面積比第二設(shè)定值小。(15)渣口照相機11正常。當渣口 3的開口部高亮度面積比第二設(shè)定值小時，處理裝置20判定存在渣口 3堵塞的可能性。在該情況下，處理裝置20利用顯示器21和揚聲器22告知存在渣口 3堵塞的可能性。由此，作業(yè)人員例如變更煤氣化爐1的運轉(zhuǎn)條件，并且對爐渣熔融燃燒器6進行點火以便熔融爐渣，從而除去堆積在渣口 3的爐渣。由于如上所述預先告知存在渣口 3堵塞的可能性，因此可以使煤氣化爐1穩(wěn)定地運轉(zhuǎn)。[監(jiān)控冷卻水中存在的凝固爐渣]圖10、圖11是對爐渣積存部內(nèi)的凝固爐渣進行監(jiān)控的方法的說明圖。如上所述，爐渣積存部 的冷卻水5中存在的凝固爐渣8R利用水中爐渣觀測機構(gòu)14觀測。如圖10 所示，水中爐渣觀測機構(gòu)14由多個檢測波發(fā)射傳感器14T1、14T2、14T3、14T4和多個檢測波接收傳感器14R1、14R2、14R3、14R4構(gòu)成。處理裝置20利用由多個檢測波接收傳感器14R1、 14R2、14R3、14R4檢測的所述檢測波的路徑數(shù)評價凝固爐渣8R的堆積情況。在此，在本實施方式中，檢測波接收傳感器及檢測波發(fā)射傳感器排列的方向是水平方向，但并不限于此，也可以沿垂直方向排列檢測波接收傳感器及檢測波發(fā)射傳感器，還可以將檢測波接收傳感器和檢測波發(fā)射傳感器彼此按照不同方式排列。在本實施方式中，各檢測波接收傳感器14R1、14R2、14R3、14R4接收各檢測波發(fā)射傳感器14T1、14T2、14T3、14T4朝向爐渣積存部7內(nèi)的冷卻水5發(fā)射的檢測波。發(fā)射了檢測波的檢測波發(fā)射傳感器和接收到所發(fā)射的檢測波的檢測波接收傳感器連成的直線成為檢測波通過的路徑。當爐渣積存部7內(nèi)存在凝固爐渣8R時，通過凝固爐渣8R的檢測波，相比在不存在凝固爐渣8R的位置通過的檢測波，衰減的程度變大。即，檢測波的路徑被凝固爐渣8R截斷。因此，接收到通過了凝固爐渣8R的檢測波的檢測波發(fā)射傳感器，相比接收到未通過凝固爐渣8R的檢測波的檢測波發(fā)射傳感器，檢測到更低聲壓的檢測波。這種情況意味著能夠通過檢測到的或者被截斷的檢測波的路徑數(shù)來檢測凝固爐渣8R的存在情況。處理裝置20基于檢測波接收傳感器檢測到的檢測波的聲壓，可以判定在發(fā)射了檢測波的檢測波發(fā)射傳感器(檢測波的路徑被檢測到)和相比其他檢測波接收傳感器而檢測到更低聲壓的檢測波的檢測波接收傳感器(檢測波的路徑未被檢測到)之間存在凝固爐渣8R。而且，利用被截斷的檢測波的路徑也可以推定凝固爐渣8R的大小。在圖10所示的例子中，檢測波發(fā)射傳感器14Τ1發(fā)射的檢測波被所有的檢測波接收傳感器14R1、14R2、14R3、14R4檢測到。因此，在檢測波發(fā)射傳感器14T1和各檢測波接收傳感器14R1、14R2、14R3、14R4之間形成有檢測波的路徑。另一方面，檢測波發(fā)射傳感器 14T4發(fā)射的檢測波雖然被檢測波接收傳感器14R1、14R2檢測到，但未被檢測波接收傳感器 14R3U4R4檢測到(或者聲壓級比檢測波接收傳感器14R1、14R2低)。在該情況下，在檢測波發(fā)射傳感器14T4和各檢測波接收傳感器14R1、14R2之間形成有檢測波的路徑，但在檢測波發(fā)射傳感器14T4和各檢測波接收傳感器14R3、14R4之間未形成檢測波的路徑。因此，處理裝置20根據(jù)該結(jié)果判定在檢測波發(fā)射傳感器14T4和各檢測波接收傳感器14R3、14R4之間存在凝固爐渣8R，并且推定凝固爐渣8R的高度(鉛直方向上的尺寸)比形成在檢測波發(fā)射傳感器14T4和檢測波接收傳感器14R3之間的檢測波的路徑小。通常，檢測波發(fā)射傳感器具有能夠發(fā)射檢測波并且能夠接收檢測波的功能。同樣地，檢測波接收傳感器具有能夠接收檢測波并且能夠發(fā)射檢測波的功能。因此，在圖10所示的例子中，也可以構(gòu)成為，作為能夠發(fā)射接收檢測波的第一檢測波發(fā)射接收傳感器使用檢測波發(fā)射傳感器14T1、14T2、14T3、14T4，作為能夠發(fā)射接收檢測波的第二檢測波發(fā)射接收傳感器使用檢測波接收傳感器14R1、14R2、14R3、14R4來構(gòu)成水中爐渣觀測機構(gòu)14。在該情況下，處理裝置20在第一檢測波發(fā)射接收傳感器和第二檢測波發(fā)射接收傳感器之間切換發(fā)射和接收的關(guān)系，并基于在各關(guān)系下檢測到的檢測波的路徑數(shù)評價冷卻水5中存在的凝固爐渣8R的堆積情況。
由于檢測波發(fā)射傳感器和檢測波接收傳感器之間的發(fā)射和接收的關(guān)系被固定，因此，當凝固爐渣8R偏向檢測波發(fā)射傳感器側(cè)或者偏向檢測波接收傳感器側(cè)時，存在凝固爐渣8R的大小和位置的檢測精度降低的情況。在該情況下，通過使用如上所述在第一檢測波發(fā)射接收傳感器和第二檢測波發(fā)射接收傳感器之間切換發(fā)射和接收的關(guān)系而檢測到的檢測波的路徑，從而可以抑制凝固爐渣8R的大小和位置的檢測精度降低。圖11所示的水中爐渣觀測機構(gòu)Ha使用一個檢測波發(fā)射傳感器14T1和多個檢測波接收傳感器14R1、14R2、14R3、14R4，使檢測波發(fā)射傳感器14T1的位置向平行于鉛直方向的方向(圖11的箭頭M方向)移動，并在規(guī)定的位置使檢測波發(fā)射傳感器14T發(fā)射檢測波， 從而對冷卻水5中存在的凝固爐渣8R的堆積情況進行評價。例如，若使檢測波發(fā)射傳感器 14T1移動到圖10所示的檢測波發(fā)射傳感器14T1、14T2、14T3、14T4的各位置并在各位置發(fā)射檢測波，則可以得到與圖10所示的水中爐渣觀測機構(gòu)14a同樣的效果。由于圖11所示的水中爐渣觀測機構(gòu)Ha僅使用一個檢測波發(fā)射傳感器，因此可以降低水中爐渣觀測機構(gòu) 14a的制造成本。圖12是表示用于對爐渣積存部內(nèi)的凝固爐渣進行監(jiān)控的評價邏輯的圖。如圖12 所示，當接下來的(16)、(17)的條件全都滿足時，處理裝置20判定處于對爐渣積存部7內(nèi)的凝固爐渣8R進行破碎的時期，并告知使爐渣破碎機工作的信息(圖12的J6)。作業(yè)人員收到該信息后使爐渣破碎機工作，對爐渣積存部7內(nèi)的凝固爐渣8R進行破碎處理后將其自爐渣積存部7排出。(16)可以判定為利用水中爐渣觀測機構(gòu)14等檢測到的檢測路徑率(檢測到規(guī)定強度的檢測波的檢測波接收傳感器14R的個數(shù)/全部檢測波接收傳感器14R的個數(shù))比設(shè)定值大、超過規(guī)定大小的凝固爐渣8R存在于爐渣積存部7。(17)水中爐渣觀測機構(gòu)14等正常。另外，如圖12所示，若接下來的(18)、(19)的條件全都滿足的情況連續(xù)產(chǎn)生N次， 則處理裝置20判定在爐渣積存部7內(nèi)存在爐渣橋、”'J y ” )并告知上述信息(圖 12 的 J7)。(18)水面照相機12正常。(19)利用水面照相機12取得的ROI (4)的高亮度面積比設(shè)定值大或利用水面照相機12取得的ROI (5)的高亮度面積比設(shè)定值大這兩個條件中的至少一方成立。另外，如圖12所示，當接下來的00)、(21)的條件全都滿足時，處理裝置20判定為對爐渣積存部7內(nèi)的凝固爐渣8R進行檢測的設(shè)備產(chǎn)生了故障(圖12的J8)。在該情況下，作業(yè)人員對產(chǎn)生了故障的設(shè)備進行修理或者更換。(20)水中爐渣觀測機構(gòu)14等不正常即異常。(21)水面照相機12不正常即異常。另外，在落下聲音傳感器13產(chǎn)生了異常的情況下，處理裝置20也可以利用水中爐渣觀測機構(gòu)14或1 對爐渣落到水面5H的聲音進行檢測。例如，由于水中爐渣觀測機構(gòu) 14具有多個檢測波發(fā)射傳感器和檢測波接收傳感器，因此，例如將上述檢測波發(fā)射傳感器和檢測波接收傳感器中的一個用作爐渣落下聲音檢測機構(gòu)，檢測爐渣落到水面5H的聲音。 另外，水中爐渣觀測機構(gòu)Ha雖然僅具有一個檢測波發(fā)射傳感器，但也可以采用分時方式， 作為爐渣落下聲音檢測機構(gòu)及水中爐渣觀測機構(gòu)Ha而共用一個檢測波發(fā)射傳感器。由此，即便落下聲音傳感器13產(chǎn)生了異常，也能夠繼續(xù)監(jiān)控爐渣的流動狀況，因此，可以減小導致煤氣化爐1的運轉(zhuǎn)停止的可能性。[照相機的增益及快門速度的切換]圖13是用于說明對渣口照相機的增益及快門速度進行切換的時期的圖。在本實施方式中，作為渣口觀測機構(gòu)的渣口照相機11的增益及快門速度根據(jù)不同條件如下所述被切換。當煤氣化爐1的起動燃燒器正在點火時(圖13的tl t3之間)，處理裝置20 將渣口照相機11的增益設(shè)為自動調(diào)節(jié)模式并將渣口照相機11快門速度設(shè)為最大或任意速度。而且，當正處于向煤氣化爐1中投入煤時(圖13的t2以后)，將渣口照相機11的增益和快門速度設(shè)為一定值。更具體地說，在從起動燃燒器熄滅(t = t3)開始經(jīng)過了規(guī)定時間的時刻(t = t4)，將渣口照相機11的增益和快門速度向一定值切換。如上所述設(shè)置規(guī)定時間是為了等待燃燒室IC內(nèi)的煤的燃燒穩(wěn)定。在圖13所示的例子中，在開始投入煤且起動燃燒器熄滅時，將渣口照相機11的增益和快門速度向一定值切換。當自起動燃燒器熄滅開始投入煤時，也可以自煤的投入開始時起將渣口照相機11的增益和快門速度向一定值切換。在開始投入煤時，煤氣化爐1開始生成煤氣，因此生成爐渣。因此，需要對爐渣的流動狀況進行監(jiān)控。在該情況下，若對渣口 3進行觀測的渣口照相機的增益和快門速度自動變更，則不能評價亮度的變化，因此，在對爐渣的流動狀況進行監(jiān)控時，將渣口照相機11 的增益及快門速度切換到一定值。由此，可以切實且高精度地監(jiān)控爐渣的流動狀況。另外， 關(guān)于水面照相機12，與渣口照相機11同樣地也可以變更增益及快門速度。[清洗]圖14是表示渣口照相機和水面照相機對爐渣排出筒內(nèi)進行監(jiān)控時的結(jié)構(gòu)的概略圖。如圖14所示，用于對渣口 3和水面5H進行監(jiān)控的保護筒30從爐渣排出筒4的壁面4W 突出。在保護筒30的爐渣排出筒4內(nèi)部側(cè)，安裝有作為渣口照相機11和水面照相機12、或者光譜儀10的入光部的監(jiān)控窗31，在其內(nèi)側(cè)(保護筒30側(cè))配置有光纖33。光纖33—直布線到渣口照相機11和水面照相機12、或者光譜儀10的受光部。這樣，渣口照相機11和水面照相機12、或者光譜儀10經(jīng)由監(jiān)控窗31及光纖33對爐渣排出筒4的內(nèi)部進行監(jiān)控。配置在爐渣排出筒4內(nèi)部的監(jiān)控窗31的表面32容易被爐渣或塵埃等弄臟。因此， 定期從清洗噴嘴34將清洗液(例如水)向監(jiān)控窗31噴射以便清洗監(jiān)控窗31的表面32。 由此，利用渣口照相機11和水面照相機12、或者利用光譜儀10，可以對爐渣排出筒4內(nèi)部的爐渣的流動狀況切實且穩(wěn)定地進行監(jiān)控。在本實施方式中，如后所述，處理裝置20基于從渣口照相機11或者水面照相機得到的圖像的亮度，判定燃燒室IC內(nèi)的渣口照相機11和水面照相機12、或者光譜儀10的入光部的污垢。在此，清洗噴嘴34也可以與安裝有監(jiān)控窗 31的保護筒30構(gòu)成一體的結(jié)構(gòu)。優(yōu)選為，向監(jiān)控窗31的表面32吹送常溫保護氣體，當檢測到表面32的污垢時，自清洗噴嘴34噴出清洗液對該污垢進行清洗。并且，在清洗后噴出用于除去清洗噴嘴34內(nèi)部和監(jiān)控窗31的表面32的殘留液的吹掃氣體，這種處理方式很有效。需要說明的是，吹掃氣體也可以共用保護氣體噴嘴。圖15、圖16是表示用于判定是否清洗監(jiān)控窗的評價邏輯的圖。如圖15所示，若接下來的02) 06)的條件全都滿足的狀態(tài)連續(xù)產(chǎn)生N次，則處理裝置20判定處于對渣口照相機11的監(jiān)控窗進行清洗的時期，并利用顯示器21和揚聲器22告知該情況(圖15的 J9)。在該情況下，作業(yè)人員使對渣口照相機11的監(jiān)控窗進行清洗的清洗噴嘴工作以便清洗所述監(jiān)控窗。另外，若處理裝置20判定處于對渣口照相機11的監(jiān)控窗進行清洗的時期， 則處理裝置20也可以使對渣口照相機11的監(jiān)控窗進行清洗的清洗噴嘴工作以便清洗所述監(jiān)控窗。(22)在利用渣口照相機11取得的ROI (2)中，亮度為規(guī)定值以下的區(qū)域的面積比
設(shè)定值大。03)渣口照相機11正常。(24)接下來的條件(d)和(e)中的至少一方成立。在此，條件(d)為利用渣口照相機11檢測的爐渣線條的數(shù)量比1大和利用水面照相機取得的ROI (3)的亮度變動量比設(shè)定值大這兩個條件中的至少一方成立；條件(e)為利用落下聲音傳感器13檢測的爐渣的落下聲音連續(xù)或斷續(xù)。(25)水面照相機12正常。(26)落下聲音傳感器13正常。另外，如圖16所示，若接下來的07) (31)的條件全都滿足的狀態(tài)連續(xù)產(chǎn)生N 次，則處理裝置20判定處于對水面照相機12的監(jiān)控窗進行清洗的時期，并利用顯示器21 和揚聲器22告知該情況(圖16的J10)。在該情況下，作業(yè)人員使對水面照相機12的監(jiān)控窗進行清洗的清洗噴嘴工作以便清洗所述監(jiān)控窗。另外，若處理裝置20判定處于對水面照相機12的監(jiān)控窗進行清洗的時期，則處理裝置20也可以使對水面照相機12的監(jiān)控窗進行清洗的清洗噴嘴工作以便清洗所述監(jiān)控窗。(27)在利用水面照相機12取得的ROI (3)中，亮度為規(guī)定值以下的區(qū)域的面積比
設(shè)定值大。(28)水面照相機12正常。(29)下述兩個條件中的至少一個成立利用渣口照相機11檢測的爐渣線條的數(shù)量比1大、利用落下聲音傳感器13檢測的爐渣的落下聲音連續(xù)或斷續(xù)。(30)渣口照相機11正常。(31)落下聲音傳感器13正常。以上，在本實施方式中，基于利用渣口觀測機構(gòu)觀測到的渣口的開口面積和利用水面觀測機構(gòu)觀測到的爐渣的落下線條及爐渣的落下位置，判定爐渣的凝固附著部位。由此，在爐渣凝固附著于即便使用爐渣熔融燃燒器也不能除去爐渣的部位時，可以避免爐渣熔融燃燒器的不必要的使用。其結(jié)果是，在煤氣化爐，可以抑制爐渣熔融燃燒器的耐久性降低及燃料消耗增加。工業(yè)實用性如上所述，本發(fā)明的煤氣化爐的爐渣監(jiān)控裝置及煤氣化爐對監(jiān)控從煤氣化爐的燃燒室排出的爐渣的排出狀況很有用。
權(quán)利要求
1.一種煤氣化爐的爐渣監(jiān)控裝置，其特征在于，具有 對熔融的爐渣流出的渣口進行觀測的渣口觀測機構(gòu)；對自所述渣口流出的所述爐渣向冷卻水的水面落下的狀況進行觀測的水面觀測機構(gòu)；基于利用所述渣口觀測機構(gòu)觀測到的所述渣口的開口面積和利用所述水面觀測機構(gòu)觀測到的所述爐渣的落下線條及所述爐渣的落下位置，判定所述爐渣的凝固附著部位的處理裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的煤氣化爐的爐渣監(jiān)控裝置，其特征在于，當所述爐渣的落下線條為規(guī)定條數(shù)且各落下線條分別處于預先限定的規(guī)定爐渣落下位置時，所述處理裝置判定所述渣口為所述凝固附著部位并對用于熔融在所述渣口凝固附著的爐渣的爐渣熔融燃燒器進行點火。
3.如權(quán)利要求1或2所述的煤氣化爐的爐渣監(jiān)控裝置，其特征在于，所述煤氣化爐的爐渣監(jiān)控裝置具有對所述爐渣落到所述水面的聲音進行檢測的爐渣落下聲音檢測機構(gòu)，當所述渣口觀測機構(gòu)、所述水面觀測機構(gòu)、所述爐渣落下聲音檢測機構(gòu)中的至少一個產(chǎn)生了故障時，所述處理裝置基于從所述渣口觀測機構(gòu)、所述水面觀測機構(gòu)、所述爐渣落下聲音檢測機構(gòu)中的正常工作的機構(gòu)得到的信息，繼續(xù)對所述爐渣進行監(jiān)控。
4.如權(quán)利要求3所述的煤氣化爐的爐渣監(jiān)控裝置，其特征在于，在所述爐渣落下聲音檢測機構(gòu)的下方設(shè)置有水中爐渣觀測機構(gòu)，該水中爐渣觀測機構(gòu)由朝向所述爐渣落下的水發(fā)射檢測波的至少一個檢測波發(fā)射傳感器和接收該檢測波發(fā)射傳感器發(fā)射的所述檢測波的多個檢測波接收傳感器構(gòu)成，所述處理裝置基于利用多個所述檢測波接收傳感器檢測的所述檢測波，對所述冷卻水中存在的凝固爐渣的堆積情況進行評價。
5.如權(quán)利要求4所述的煤氣化爐的爐渣監(jiān)控裝置，其特征在于，所 述檢測波發(fā)射傳感器為一個，自所述冷卻水的水面朝向下方移動并在規(guī)定的位置發(fā)射檢測波。
6.如權(quán)利要求3所述的煤氣化爐的爐渣監(jiān)控裝置，其特征在于，在所述爐渣落下聲音檢測機構(gòu)的下方設(shè)置有水中爐渣觀測機構(gòu)，該水中爐渣觀測機構(gòu)由能夠發(fā)射接收檢測波的第一檢測波發(fā)射接收傳感器及第二檢測波發(fā)射接收傳感器構(gòu)成， 所述處理裝置在所述第一檢測波發(fā)射接收傳感器和所述第二檢測波發(fā)射接收傳感器之間切換發(fā)射和接收的關(guān)系，并基于檢測到的所述檢測波的路徑評價所述冷卻水中存在的凝固爐渣的堆積情況。
7.如權(quán)利要求4 6中任一項所述的煤氣化爐的爐渣監(jiān)控裝置，其特征在于，當所述爐渣落下聲音檢測機構(gòu)產(chǎn)生了異常時，利用所述水中爐渣觀測機構(gòu)對所述爐渣落到所述水面的聲音進行檢測。
8.如權(quán)利要求1 7中任一項所述的煤氣化爐的爐渣監(jiān)控裝置，其特征在于， 所述渣口觀測機構(gòu)是照相機，所述處理裝置在所述煤氣化爐的起動燃燒器點火過程中，將所述照相機的增益設(shè)為自動調(diào)節(jié)模式且將所述照相機的快門速度設(shè)為最大或任意速度，所述處理裝置在煤投入過程中將所述照相機的增益和快門速度設(shè)為一定值。
9.如權(quán)利要求1 8中任一項所述的煤氣化爐的爐渣監(jiān)控裝置，其特征在于， 所述處理裝置基于從所述渣口觀測機構(gòu)得到的圖像的亮度判定所述渣口觀測機構(gòu)的入光部的污垢，當所述入光部的污垢不能允許時，所述處理裝置起動對該入光部進行清洗的清洗機構(gòu)。
10.如權(quán)利要求1 8中任一項所述的煤氣化爐的爐渣監(jiān)控裝置，其特征在于， 所述處理裝置基于從所述水面觀測機構(gòu)得到的圖像的亮度判定所述水面觀測機構(gòu)的入光部的污垢，當所述入光部的污垢不能允許時，所述處理裝置起動對該入光部進行清洗的清洗機構(gòu)。
11.一種煤氣化爐，其特征在于，具有權(quán)利要求1 10中任一項所述的煤氣化爐的爐渣監(jiān)控裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種煤氣化爐的爐渣監(jiān)控裝置及煤氣化爐。該煤氣化爐的爐渣監(jiān)控裝置(100)具有對熔融的爐渣流出的渣口(3)進行觀測的渣口照相機(11)、對自渣口(3)流出的爐渣向冷卻水(5)的水面(5H)落下的狀況進行觀測的水面照相機(12)、對爐渣落到水面(5H)的聲音進行檢測的落下聲音傳感器(13)、基于利用渣口照相機(11)觀測到的渣口(3)的開口面積和利用水面照相機觀測到的爐渣的落下線條及所述爐渣的落下位置判定爐渣的凝固附著部位的處理裝置(20)。
文檔編號F23J1/08GK102575903SQ20108004102
公開日2012年7月11日 申請日期2010年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月17日
發(fā)明者小山智規(guī), 橫濱克彥, 田口睦明, 菅沼直樹, 飯?zhí)镎?申請人:三菱重工業(yè)株式會社, 東京電力株式會社, 東北電力株式會社, 中國電力株式會社, 中部電力株式會社, 九州電力株式會社, 關(guān)西電力株式會社, 北海道電力株式會社, 北陸電力株式會社, 四國電力株式會社, 潔凈煤電力研究與開發(fā)有限公司, 電源開發(fā)株式會社, 財團法人電力中央研究所