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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024173278
(43)【公開日】2024-12-12
(54)【発明の名称】燃焼設備用システムおよび情報処理方法
(51)【国際特許分類】
G06N 99/00 20190101AFI20241205BHJP
F23G 5/50 20060101ALI20241205BHJP
【ＦＩ】
G06N99/00 180
F23G5/50 H
F23G5/50 G
F23G5/50 N
F23G5/50 L
【審査請求】有
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023091600
(22)【出願日】2023-06-02
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2024-02-13
(71)【出願人】
【識別番号】501370370
【氏名又は名称】三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100162868
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 英輔
(74)【代理人】
【識別番号】100161702
【弁理士】
【氏名又は名称】橋本 宏之
(74)【代理人】
【識別番号】100189348
【弁理士】
【氏名又は名称】古都 智
(74)【代理人】
【識別番号】100196689
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 康一郎
(72)【発明者】
【氏名】太田 裕二
(72)【発明者】
【氏名】新保 裕哉
(72)【発明者】
【氏名】佐瀬 遼
(72)【発明者】
【氏名】大丸 卓一郎
(72)【発明者】
【氏名】草加 浩都
(72)【発明者】
【氏名】瀬戸口 稔彦
(72)【発明者】
【氏名】江草 知通
(72)【発明者】
【氏名】寺沢 良則
【テーマコード（参考）】
3K062
【Ｆターム（参考）】
3K062AA02
3K062AB01
3K062AC01
3K062AC17
3K062AC20
3K062BA02
3K062CA03
3K062CB05
3K062CB08
3K062DA01
3K062DA22
3K062DA23
3K062DA25
3K062DA27
3K062DA32
3K062DA35
3K062DA36
3K062DB01
3K062DB03
3K062DB05
3K062DB09
3K062DB11
(57)【要約】
【課題】燃焼設備に関するパラメータを適切に決定することが可能になる燃焼設備用システムおよび情報処理方法を提供することを目的とする。
【解決手段】燃焼設備用システムは、燃焼設備に関するモデルに基づき、燃焼状態に関する複数の指標を目的関数として、前記燃焼設備の制御パラメータに関する複数のパレート解を生成するパレート解生成部と、前記パレート解生成部により生成された前記複数のパレート解に対して階層分析法を用いることで、前記複数のパレート解のなかから１つ以上の選好解を決定する選好解決定部と、を備える。
【選択図】図２
【解決手段】燃焼設備用システムは、燃焼設備に関するモデルに基づき、燃焼状態に関する複数の指標を目的関数として、前記燃焼設備の制御パラメータに関する複数のパレート解を生成するパレート解生成部と、前記パレート解生成部により生成された前記複数のパレート解に対して階層分析法を用いることで、前記複数のパレート解のなかから１つ以上の選好解を決定する選好解決定部と、を備える。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
燃焼設備に関するモデルに基づき、燃焼状態に関する複数の指標を目的関数として、前記燃焼設備の制御パラメータに関する複数のパレート解を生成するパレート解生成部と、
前記パレート解生成部により生成された前記複数のパレート解に対して階層分析法を用いることで、前記複数のパレート解のなかから１つ以上の選好解を決定する選好解決定部と、
を備えた燃焼設備用システム。
前記パレート解生成部により生成された前記複数のパレート解に対して階層分析法を用いることで、前記複数のパレート解のなかから１つ以上の選好解を決定する選好解決定部と、
を備えた燃焼設備用システム。
【請求項2】
前記複数の指標は、一酸化炭素発生量、窒素酸化物発生量、酸素濃度変動、ガス温度変動、または蒸気流量変動のうち２つ以上に関する指標である、
請求項１に記載の燃焼設備用システム。
請求項１に記載の燃焼設備用システム。
【請求項3】
前記制御パラメータは、被焼却物の含有水分、前記被焼却物のカロリー、前記被焼却物の供給量、前記被焼却物の搬送速度、燃焼空気の流量、前記燃焼空気の配分量、または前記燃焼空気の温度に関する１つ以上の制御パラメータである、
請求項１または請求項２に記載の燃焼設備用システム。
請求項１または請求項２に記載の燃焼設備用システム。
【請求項4】
前記選好解決定部は、前記複数の指標に含まれる第１指標に関する値が所定の閾値以上である運転状況と、前記第１指標に関する値が前記閾値未満である運転状況とについて、それぞれ前記選好解を決定する、
請求項１または請求項２に記載の燃焼設備用システム。
請求項１または請求項２に記載の燃焼設備用システム。
【請求項5】
季節変動に関する所定指標値を監視する監視部と、
前記監視部により監視された前記所定指標値が閾値を超えて変化した場合に、前記モデルを同定し直すモデル同定部と、
をさらに備えた、
請求項１または請求項２に記載の燃焼設備用システム。
前記監視部により監視された前記所定指標値が閾値を超えて変化した場合に、前記モデルを同定し直すモデル同定部と、
をさらに備えた、
請求項１または請求項２に記載の燃焼設備用システム。
【請求項6】
１つ以上のコンピュータが、
燃焼設備に関するモデルに基づき、燃焼状態に関する複数の指標を目的関数として、前記燃焼設備の制御パラメータに関する複数のパレート解を生成し、
生成した前記複数のパレート解に対して階層分析法を用いることで、前記複数のパレート解のなかから１つ以上の選好解を決定する、
ことを含む情報処理方法。
燃焼設備に関するモデルに基づき、燃焼状態に関する複数の指標を目的関数として、前記燃焼設備の制御パラメータに関する複数のパレート解を生成し、
生成した前記複数のパレート解に対して階層分析法を用いることで、前記複数のパレート解のなかから１つ以上の選好解を決定する、
ことを含む情報処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、燃焼設備用システムおよび情報処理方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、ビルの自動制御設備のリニューアルに関する要求度の決定に用いられる意思決定支援装置として、最上位に最終目標を設定し、その下に問題を解決するため或いは代替案を選択するための複数の評価基準を並べて最終目標と線で結び、その下に複数の代替案を並べて評価基準と線で結ぶことにより形成される階層構造を画面に表示する表示手段と、その画面に表示された階層構造における各評価基準相互の一対比較による比較値、定量値又は絶対評価値で評価される代替案名、その定量値又は絶対評価値を、操作者が入力するための入力手段と、該入力手段から入力されたデータに基づいて、各評価基準の一対比較及び絶対評価又は定量値によるウェイトを算出し、各評価基準のウェイトを全て加えることによって得られる総合ウェイトを、階層構造における各代替案の重要度として決定する演算処理を実行し、その結果を出力する演算処理手段とを備える装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平９－６９０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、燃焼設備に関するパラメータを適切に決定することは困難である。
【0005】
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、燃焼設備に関するパラメータを適切に決定することが可能になる燃焼設備用システムおよび情報処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本開示に係る燃焼設備用システムは、燃焼設備に関するモデルに基づき、燃焼状態に関する複数の指標を目的関数として、前記燃焼設備の制御パラメータに関する複数のパレート解を生成するパレート解生成部と、前記パレート解生成部により生成された前記複数のパレート解に対して階層分析法を用いることで、前記複数のパレート解のなかから１つ以上の選好解を決定する選好解決定部と、を備える。
【0007】
上記課題を解決するために、本開示に係る情報処理方法は、１つ以上のコンピュータが、燃焼設備に関するモデルに基づき、燃焼状態に関する複数の指標を目的関数として、前記燃焼設備の制御パラメータに関する複数のパレート解を生成し、生成した前記複数のパレート解に対して階層分析法を用いることで、前記複数のパレート解のなかから１つ以上の選好解を決定する、ことを含む。
【発明の効果】
【0008】
本開示の燃焼設備用システムおよび情報処理方法によれば、燃焼設備に関するパラメータを適切に決定することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本開示の第１実施形態の燃焼設備の全体構成を示す図である。
【図2】本開示の第１実施形態の焼却設備の機能構成を示すブロック図である。
【図3】本開示の第１実施形態のプラントモデルの概要を説明するための図である。
【図4】本開示の第１実施形態のＯ２濃度とＣＯ濃度との関係を示す図である。
【図5】本開示の第１実施形態のＯ２濃度とＮＯｘ濃度との関係を示す図である。
【図6】本開示の第１実施形態のＯ２濃度の変化パターンを説明するための図である。
【図7】本開示の第１実施形態のモデルパラメータに関するパレート解を説明するための図である。
【図8】本開示の第１実施形態で用いられる階層分析法の流れを示す図である。
【図9】本開示の第１実施形態の最適なモデルパラメータの導出に関する階層構造を説明するための図である。
【図10】本開示の第１実施形態のモデルパラメータ同士の一対比較の処理を概念的に示す図である。
【図11】本開示の第１実施形態の制御パラメータに関するパレート解を説明するための図である。
【図12】本開示の第１実施形態の最適な制御パラメータの導出に関する階層構造を説明するための図である。
【図13】本開示の第１実施形態の制御パラメータの評価基準同士の一対比較の結果の一例を示す図である。
【図14】本開示の第１実施形態の制御パラメータ同士の一対比較の処理を概念的に示す図である。
【図15】本開示の第１実施形態の制御パラメータセットの一例を示す図である。
【図16】本開示の第１実施形態の情報処理の流れを示すフローチャートである。
【図17】本開示の第２実施形態の焼却設備の機能構成を示すブロック図である。
【図18】本開示の第２実施形態の情報処理の流れを示すフローチャートである。
【図19】本開示の実施形態のコンピュータの構成を示すハードウェア構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本開示の実施形態を、図面を参照して説明する。以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。本開示で「ＸＸに基づく」とは、「少なくともＸＸに基づく」ことを意味し、ＸＸに加えて別の要素に基づく場合も含み得る。また「ＸＸに基づく」とは、ＸＸを直接に用いる場合に限定されず、ＸＸに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含み得る。本開示で「ＸＸまたはＹＹ」とは、ＸＸとＹＹのうちいずれか一方の場合に限定されず、ＸＸとＹＹの両方の場合も含み得る。これは選択的要素が３つ以上の場合も同様である。「ＸＸ」および「ＹＹ」は、任意の要素（例えば任意の情報）である。
【0011】
本出願で「取得する」とは、送信要求を送信して能動的に取得する場合に限定されず、他の装置から送信される情報を受動的に受信することで取得する場合も含み得る。また「取得」とは、目的の情報（取得対象の情報）を外部から直接取得する場合に限定されず、外部から得られた情報に対して演算または加工などを行うことで、目的の情報を生成して取得する場合も含み得る。
【0012】
（第１実施形態）
＜１．焼却設備の全体構成＞
図１は、第１実施形態に係る燃焼設備１の全体構成を示す図である。燃焼設備１は、例えば、都市ごみ、産業廃棄物、またはバイオマスなどを被焼却物Ｇとする焼却設備である。以下では説明の便宜上、「被焼却物」を「ごみ」と称する場合がある。燃焼設備１は、例えばストーカ炉である。なお、燃焼設備１は、ストーカ炉に限定されず、別タイプの燃焼設備でもよい。本実施形態では、燃焼設備１は、例えば、焼却炉２、排熱回収ボイラ３、減温塔４、集塵装置５、煙道６、煙突７、および制御装置１００を備える。
＜１．焼却設備の全体構成＞
図１は、第１実施形態に係る燃焼設備１の全体構成を示す図である。燃焼設備１は、例えば、都市ごみ、産業廃棄物、またはバイオマスなどを被焼却物Ｇとする焼却設備である。以下では説明の便宜上、「被焼却物」を「ごみ」と称する場合がある。燃焼設備１は、例えばストーカ炉である。なお、燃焼設備１は、ストーカ炉に限定されず、別タイプの燃焼設備でもよい。本実施形態では、燃焼設備１は、例えば、焼却炉２、排熱回収ボイラ３、減温塔４、集塵装置５、煙道６、煙突７、および制御装置１００を備える。
【0013】
焼却炉２は、後述するホッパ２１に投入された被焼却物Ｇを搬送しながら燃焼させる炉である。焼却炉２内での被焼却物Ｇの燃焼に伴って焼却炉２では排ガスが発生する。発生した排ガスは、焼却炉２の上部に設けられた排熱回収ボイラ３に送られる。排熱回収ボイラ３は、焼却炉２で発生した排ガスと水との間で熱交換を行うことで水を加熱して蒸気を発生させる。排熱回収ボイラ３を通過した排ガスは、減温塔４で冷却された後、集塵装置５に送られる。排ガスは、集塵装置５でススや塵埃が除去された後、煙道６および煙突７を通じて大気中に排出される。
【0014】
＜２．焼却炉＞
次に、焼却炉２について詳しく説明する。焼却炉２は、例えば、供給機構２０、炉本体３０、ストーカ４０、排出シュート４３、複数の風箱５０、火炉６０、および送風機構７０を有する。
次に、焼却炉２について詳しく説明する。焼却炉２は、例えば、供給機構２０、炉本体３０、ストーカ４０、排出シュート４３、複数の風箱５０、火炉６０、および送風機構７０を有する。
【0015】
＜２．１ 供給機構＞
供給機構２０は、例えば不図示のクレーンによって運ばれた被焼却物Ｇを一時的に貯留するとともに、一時的に貯留した被焼却物Ｇを後述する炉本体３０の処理空間Ｖに向けて順次供給する機構である。供給機構２０は、例えば、ホッパ２１、フィーダ２２、押出装置２３（図２参照）、および水分計測器２４を有する。
供給機構２０は、例えば不図示のクレーンによって運ばれた被焼却物Ｇを一時的に貯留するとともに、一時的に貯留した被焼却物Ｇを後述する炉本体３０の処理空間Ｖに向けて順次供給する機構である。供給機構２０は、例えば、ホッパ２１、フィーダ２２、押出装置２３（図２参照）、および水分計測器２４を有する。
【0016】
（ホッパ）
ホッパ２１は、炉本体３０の内部へ被焼却物Ｇを供給するために設けられた貯留部である。ホッパ２１は、被焼却物Ｇが投入されるための入口部と、後述する炉本体３０の処理空間Ｖに通じる出口部とを有する。ホッパ２１には、クレーンによって運ばれた被焼却物Ｇが投入される。
ホッパ２１は、炉本体３０の内部へ被焼却物Ｇを供給するために設けられた貯留部である。ホッパ２１は、被焼却物Ｇが投入されるための入口部と、後述する炉本体３０の処理空間Ｖに通じる出口部とを有する。ホッパ２１には、クレーンによって運ばれた被焼却物Ｇが投入される。
【0017】
（フィーダ）
フィーダ２２は、ホッパ２１内の被焼却物Ｇを炉本体３０の処理空間Ｖに向けて押し出すための装置である。フィーダ２２は、ホッパ２１の底部に設けられている。フィーダ２２は、例えば、ホッパ２１の底部に沿う板状に形成されている。フィーダ２２は、押出装置２３によって駆動され、ホッパ２１から炉本体３０の処理空間Ｖに向かう方向に沿って往復移動可能である。フィーダ２２は、押出装置２３によって駆動され、ホッパ２１の内部に貯留された被焼却物Ｇを炉本体３０の処理空間Ｖに向けて押し出す。
フィーダ２２は、ホッパ２１内の被焼却物Ｇを炉本体３０の処理空間Ｖに向けて押し出すための装置である。フィーダ２２は、ホッパ２１の底部に設けられている。フィーダ２２は、例えば、ホッパ２１の底部に沿う板状に形成されている。フィーダ２２は、押出装置２３によって駆動され、ホッパ２１から炉本体３０の処理空間Ｖに向かう方向に沿って往復移動可能である。フィーダ２２は、押出装置２３によって駆動され、ホッパ２１の内部に貯留された被焼却物Ｇを炉本体３０の処理空間Ｖに向けて押し出す。
【0018】
（水分計測器）
水分計測器２４は、ホッパ２１に投入される被焼却物Ｇの含有水分に関する情報（例えば水分率または水分量）を検出する計測器である。例えば、水分計測器２４は、ホッパ２１に設けられた照射部および検出部と、解析部とを有する。照射部は、ホッパ２１内に堆積する被焼却物Ｇに所定の周波数帯域の電磁波を照射する。検出部は、照射部から照射されて、被焼却物Ｇを透過したまたは被焼却物Ｇで反射した電磁波を受信する。解析部は、例えば、電磁波の特性変化（例えば振幅の変化または位相の変化）と水分率との関係を示す相関関係情報を予め記憶している。解析部は、照射部と検出部との間での電磁波の特性変化と、上記相関関係情報とに基づき、被焼却物Ｇの水分率を検出する。なお、水分計測器２４は、上記水分率と、ホッパ２１に投入される被焼却物Ｇの重量とに基づき、被焼却物Ｇの水分量を検出してもよい。
水分計測器２４は、ホッパ２１に投入される被焼却物Ｇの含有水分に関する情報（例えば水分率または水分量）を検出する計測器である。例えば、水分計測器２４は、ホッパ２１に設けられた照射部および検出部と、解析部とを有する。照射部は、ホッパ２１内に堆積する被焼却物Ｇに所定の周波数帯域の電磁波を照射する。検出部は、照射部から照射されて、被焼却物Ｇを透過したまたは被焼却物Ｇで反射した電磁波を受信する。解析部は、例えば、電磁波の特性変化（例えば振幅の変化または位相の変化）と水分率との関係を示す相関関係情報を予め記憶している。解析部は、照射部と検出部との間での電磁波の特性変化と、上記相関関係情報とに基づき、被焼却物Ｇの水分率を検出する。なお、水分計測器２４は、上記水分率と、ホッパ２１に投入される被焼却物Ｇの重量とに基づき、被焼却物Ｇの水分量を検出してもよい。
【0019】
＜２．２ 炉本体＞
炉本体３０は、ホッパ２１に隣接して設けられ、被焼却物Ｇを搬送しながら燃焼させる設備である。以下では、燃焼設備１における被焼却物Ｇの搬送方向を「搬送方向Ｄ」と称する。炉本体３０は、搬送方向Ｄにおける上流側から下流側に向けて、乾燥段３０ａ、燃焼段３０ｂ、および後燃焼段３０ｃをこの順に有する。乾燥段３０ａは、燃焼段３０ｂおよび後燃焼段３０ｃよりも上流側に位置し、ホッパ２１から供給された被焼却物Ｇを、ストーカ４０上での燃焼に先立って乾燥させる領域である。燃焼段３０ｂおよび後燃焼段３０ｃは、乾燥段３０ａを通過して乾燥した状態の被焼却物Ｇをストーカ４０上で燃焼させる領域である。燃焼段３０ｂでは、被焼却物Ｇから発生する熱分解ガスによる拡散燃焼が起き、火炎Ｆが生じる。後燃焼段３０ｃでは、被焼却物Ｇの拡散燃焼後の固定炭素燃焼が起きるため、火炎Ｆは生じない。
炉本体３０は、ホッパ２１に隣接して設けられ、被焼却物Ｇを搬送しながら燃焼させる設備である。以下では、燃焼設備１における被焼却物Ｇの搬送方向を「搬送方向Ｄ」と称する。炉本体３０は、搬送方向Ｄにおける上流側から下流側に向けて、乾燥段３０ａ、燃焼段３０ｂ、および後燃焼段３０ｃをこの順に有する。乾燥段３０ａは、燃焼段３０ｂおよび後燃焼段３０ｃよりも上流側に位置し、ホッパ２１から供給された被焼却物Ｇを、ストーカ４０上での燃焼に先立って乾燥させる領域である。燃焼段３０ｂおよび後燃焼段３０ｃは、乾燥段３０ａを通過して乾燥した状態の被焼却物Ｇをストーカ４０上で燃焼させる領域である。燃焼段３０ｂでは、被焼却物Ｇから発生する熱分解ガスによる拡散燃焼が起き、火炎Ｆが生じる。後燃焼段３０ｃでは、被焼却物Ｇの拡散燃焼後の固定炭素燃焼が起きるため、火炎Ｆは生じない。
【0020】
＜２．３ ストーカ＞
ストーカ４０は、複数の火格子４１と、火格子駆動装置４２（図２参照）とを含む。複数の火格子４１は、炉本体３０の底面となるストーカ面４０ａを形成している。ストーカ面４０ａには、供給機構２０によって被焼却物Ｇが層状に供給される。ストーカ面４０ａは、上述した乾燥段３０ａ、燃焼段３０ｂ、および後燃焼段３０ｃに亘り設けられている。複数の火格子４１は、固定火格子と、可動火格子とを含む。固定火格子は、後述する風箱５０の上面に固定されている。可動火格子は、一定の速度で搬送方向Ｄに沿って往復移動することで、可動火格子と固定火格子の上（ストーカ面４０ａ上）にある被焼却物Ｇを攪拌混合しながら下流側へ搬送する。
ストーカ４０は、複数の火格子４１と、火格子駆動装置４２（図２参照）とを含む。複数の火格子４１は、炉本体３０の底面となるストーカ面４０ａを形成している。ストーカ面４０ａには、供給機構２０によって被焼却物Ｇが層状に供給される。ストーカ面４０ａは、上述した乾燥段３０ａ、燃焼段３０ｂ、および後燃焼段３０ｃに亘り設けられている。複数の火格子４１は、固定火格子と、可動火格子とを含む。固定火格子は、後述する風箱５０の上面に固定されている。可動火格子は、一定の速度で搬送方向Ｄに沿って往復移動することで、可動火格子と固定火格子の上（ストーカ面４０ａ上）にある被焼却物Ｇを攪拌混合しながら下流側へ搬送する。
【0021】
＜２．４ 排出シュート＞
排出シュート４３は、燃焼を終えて灰となった被焼却物Ｇを炉本体３０よりも下方に位置する灰押出装置へ落下させる装置である。排出シュート４３は、炉本体３０の炉尻に設けられている。
排出シュート４３は、燃焼を終えて灰となった被焼却物Ｇを炉本体３０よりも下方に位置する灰押出装置へ落下させる装置である。排出シュート４３は、炉本体３０の炉尻に設けられている。
【0022】
＜２．５ 風箱＞
複数の風箱５０は、ストーカ４０の下方に設けられ、ストーカ４０を通じて炉本体３０の内部に燃焼用の一次空気を供給する。一次空気は、「燃焼空気」の一例である。本実施形態では、複数の風箱５０は、例えば複数の火格子４１に対応して搬送方向Ｄに並べて配置されている。
複数の風箱５０は、ストーカ４０の下方に設けられ、ストーカ４０を通じて炉本体３０の内部に燃焼用の一次空気を供給する。一次空気は、「燃焼空気」の一例である。本実施形態では、複数の風箱５０は、例えば複数の火格子４１に対応して搬送方向Ｄに並べて配置されている。
【0023】
＜２．６ 火炉＞
火炉６０は、炉本体３０の上部から上方に向けて延びている。火炉６０は、火格子４１の上方に配置されて燃焼後のガスが流入する。すなわち、炉本体３０内で被焼却物Ｇが燃焼することで生じた排ガスは、火炉６０を通じて排熱回収ボイラ３に流れる。
火炉６０は、炉本体３０の上部から上方に向けて延びている。火炉６０は、火格子４１の上方に配置されて燃焼後のガスが流入する。すなわち、炉本体３０内で被焼却物Ｇが燃焼することで生じた排ガスは、火炉６０を通じて排熱回収ボイラ３に流れる。
【0024】
＜２．７ 送風機構＞
送風機構７０は、炉本体３０および火炉６０の内部に燃焼空気を供給する。送風機構７０は、例えば、送風機７１、一次空気ライン７２、空気予熱器７３、二次空気ライン７４、およびダンパ７５を有する。
送風機構７０は、炉本体３０および火炉６０の内部に燃焼空気を供給する。送風機構７０は、例えば、送風機７１、一次空気ライン７２、空気予熱器７３、二次空気ライン７４、およびダンパ７５を有する。
【0025】
送風機７１は、炉本体３０および火炉６０の内部に燃焼空気を圧送する押込送風機である。送風機７１は、例えば、第１送風機７１Ａと、第２送風機７１Ｂとを含む。第１送風機７１Ａは、一次空気ライン７２および複数の風箱５０を通じて炉本体３０の内部（例えば処理空間Ｖ）に燃焼用の一次空気を圧送する。一方で、第２送風機７１Ｂは、二次空気ライン７４を通じて、火炉６０の内部に燃焼用の二次空気を圧送する。二次空気は、「燃焼空気」の別の一例である。
【0026】
一次空気ライン７２は、第１送風機７１Ａと複数の風箱５０とを接続している。一次空気ライン７２の途中には、１つ以上（例えば複数）の一次空気ダンパ７５Ａが設けられている。本実施形態では、複数の一次空気ダンパ７５Ａは、複数の風箱５０と１対１で対応して設けられている。一次空気ダンパ７５Ａは、当該一次空気ダンパ７５Ａの開度によって、当該一次空気ダンパ７５Ａが対応する風箱５０から炉本体３０内に供給される一次空気の流量を変更する。
【0027】
空気予熱器７３は、第１送風機７１Ａから圧送される一次空気を予熱する熱交換器である。例えば、空気予熱器７３は、一次空気ライン７２の途中に設けられている。
【0028】
二次空気ライン７４は、第２送風機７１Ｂと火炉６０とを接続している。二次空気ライン７４は、火炉６０の壁部に開口した供給口を有し、火炉６０内の空間（排ガス流路）に二次空気を供給する。二次空気ライン７４の途中には、１つ以上（例えば複数）の二次空気ダンパ７５Ｂが設けられている。二次空気ダンパ７５Ｂは、当該二次空気ダンパ７５Ｂの開度によって、当該二次空気ダンパ７５Ｂが対応する上記供給口から火炉６０内に供給される二次空気の流量を変更する。以下では説明の便宜上、一次空気ダンパ７５Ａと二次空気ダンパ７５Ｂとを合わせて「ダンパ７５」と称する。
【0029】
＜３．各種センサ＞
次に、燃焼設備１に設けられた各種センサについて説明する。
次に、燃焼設備１に設けられた各種センサについて説明する。
【0030】
＜３．１ 放射温度センサ＞
放射温度センサ（赤外線温度センサ）８１は、例えば、火炉６０の内部に設けられ、火炉６０の内部の温度を検出する。これに代えて／加えて、放射温度センサ８１は、排熱回収ボイラ３の内部に設けられ、排熱回収ボイラ３の内部の温度を検出してもよい。
放射温度センサ（赤外線温度センサ）８１は、例えば、火炉６０の内部に設けられ、火炉６０の内部の温度を検出する。これに代えて／加えて、放射温度センサ８１は、排熱回収ボイラ３の内部に設けられ、排熱回収ボイラ３の内部の温度を検出してもよい。
【0031】
＜３．２ 蒸気流量センサ＞
蒸気流量センサ８２は、排熱回収ボイラ３内の管路の途中に設けられ、管路を流れる蒸気の流量を検出する。例えば、蒸気流量センサ８２は、一次減温器を通過する蒸気の流量（一次過熱器減温器流量）を検出する第１蒸気流量センサ８２Ａと、二次減温器を通過する蒸気の流量（二次過熱器減温器流量）を検出する第２蒸気流量センサ８２Ｂとを含む。以下の説明で「蒸気流量センサ８２の検出結果」とは、例えば、第１蒸気流量センサ８２Ａの検出結果と、第２蒸気流量センサ８２Ｂの検出結果とを含む。
蒸気流量センサ８２は、排熱回収ボイラ３内の管路の途中に設けられ、管路を流れる蒸気の流量を検出する。例えば、蒸気流量センサ８２は、一次減温器を通過する蒸気の流量（一次過熱器減温器流量）を検出する第１蒸気流量センサ８２Ａと、二次減温器を通過する蒸気の流量（二次過熱器減温器流量）を検出する第２蒸気流量センサ８２Ｂとを含む。以下の説明で「蒸気流量センサ８２の検出結果」とは、例えば、第１蒸気流量センサ８２Ａの検出結果と、第２蒸気流量センサ８２Ｂの検出結果とを含む。
【0032】
＜３．３ ガスセンサ＞
ガスセンサ８３は、例えば、煙道６に設けられ、煙道６を流れる排ガスに含まれる酸素濃度、一酸化炭素濃度、二酸化炭素濃度、またはＮＯｘ濃度などを検出する。なお、ガスセンサ８３は、煙道６に代えて／加えて、火炉６０、排熱回収ボイラ３、減温塔４、集塵装置５、または、煙突７などに設けられてもよい。
ガスセンサ８３は、例えば、煙道６に設けられ、煙道６を流れる排ガスに含まれる酸素濃度、一酸化炭素濃度、二酸化炭素濃度、またはＮＯｘ濃度などを検出する。なお、ガスセンサ８３は、煙道６に代えて／加えて、火炉６０、排熱回収ボイラ３、減温塔４、集塵装置５、または、煙突７などに設けられてもよい。
【0033】
＜３．４ 外部環境センサ＞
外部環境センサ８４（図２参照）は、例えば、燃焼設備１の外部に露出し、燃焼設備１が設置された環境に関する値（例えば季節の変化に応じて変動する値）を検出する。外部環境センサ８４は、例えば外気温を検出する温度センサであるが、これに限定されない。外部環境センサ８４は、季節の変化に応じて変動する値を検出可能なセンサであればよい。例えば、水分計測器２４が外部環境センサ８４の一例に該当してもよい。
外部環境センサ８４（図２参照）は、例えば、燃焼設備１の外部に露出し、燃焼設備１が設置された環境に関する値（例えば季節の変化に応じて変動する値）を検出する。外部環境センサ８４は、例えば外気温を検出する温度センサであるが、これに限定されない。外部環境センサ８４は、季節の変化に応じて変動する値を検出可能なセンサであればよい。例えば、水分計測器２４が外部環境センサ８４の一例に該当してもよい。
【0034】
＜４．制御装置＞
次に、制御装置１００について説明する。
図２は、焼却設備１の機能構成を示すブロック図である。制御装置１００は、焼却設備１を統括的に制御する。本実施形態では、制御装置１００は、階層分析法を用いることで、燃焼設備１を模した数式モデルの同定および制御パラメータの決定を行い、決定した制御パラメータに基づいて燃焼制御を行う。本開示で「燃焼制御」とは、被焼却物Ｇの燃焼の関する制御を広く意味し、例えば、被焼却物Ｇの供給量（例えばフィーダ２２の移動速度）、被焼却物Ｇの搬送速度（例えば火格子４１の駆動速度）、一次空気の流量、複数の風箱５０に対する一次空気の配分量、一次空気の予熱温度、二次空気の流量、火炉６０の複数の供給口に対する二次空気の配分量などのうち１つ以上を制御することを意味する。
次に、制御装置１００について説明する。
図２は、焼却設備１の機能構成を示すブロック図である。制御装置１００は、焼却設備１を統括的に制御する。本実施形態では、制御装置１００は、階層分析法を用いることで、燃焼設備１を模した数式モデルの同定および制御パラメータの決定を行い、決定した制御パラメータに基づいて燃焼制御を行う。本開示で「燃焼制御」とは、被焼却物Ｇの燃焼の関する制御を広く意味し、例えば、被焼却物Ｇの供給量（例えばフィーダ２２の移動速度）、被焼却物Ｇの搬送速度（例えば火格子４１の駆動速度）、一次空気の流量、複数の風箱５０に対する一次空気の配分量、一次空気の予熱温度、二次空気の流量、火炉６０の複数の供給口に対する二次空気の配分量などのうち１つ以上を制御することを意味する。
【0035】
本実施形態では、制御装置１００は、例えば、情報取得部１１０、監視部１２０、モデル同定部１３０、制御パラメータ決定部１４０、制御部１５０、および記憶部１６０を有する。制御部１５０による制御対象の装置（以下「制御対象装置ＶＤ」と称する）は、押出装置２３、火格子駆動装置４２、送風機７１、空気予熱器７３、およびダンパ７５などを含む。
【0036】
なお以下では、モデルの同定および制御パラメータの決定の両方が階層分析法を用いて行われる例について説明するが、階層分析法を用いて行われるのは、モデルの同定と、制御パラメータの決定とのうち一方のみでもよい。
【0037】
＜４．１ 情報取得部＞
情報取得部１１０は、焼却設備１に設けられた各種センサにより検出された検出結果を取得する。例えば、情報取得部１１０は、水分計測器２４の検出結果（被焼却物Ｇの含有水分に関する情報）、放射温度センサ８１の検出結果、蒸気流量センサ８２の検出結果、ガスセンサ８３の検出結果、および外部環境センサ８４の検出結果を取得する。
情報取得部１１０は、焼却設備１に設けられた各種センサにより検出された検出結果を取得する。例えば、情報取得部１１０は、水分計測器２４の検出結果（被焼却物Ｇの含有水分に関する情報）、放射温度センサ８１の検出結果、蒸気流量センサ８２の検出結果、ガスセンサ８３の検出結果、および外部環境センサ８４の検出結果を取得する。
【0038】
＜４．２ 監視部＞
監視部１２０は、季節など外部環境の状態を監視する。ここで、燃焼設備１に関する状態（例えば被焼却物Ｇの性状）は、季節など外部環境により異なる。このため、燃焼設備１に関するモデルの同定および制御パラメータの決定は、季節など外部環境が変化するごとに行う必要がある。
監視部１２０は、季節など外部環境の状態を監視する。ここで、燃焼設備１に関する状態（例えば被焼却物Ｇの性状）は、季節など外部環境により異なる。このため、燃焼設備１に関するモデルの同定および制御パラメータの決定は、季節など外部環境が変化するごとに行う必要がある。
【0039】
本実施形態では、監視部１２０は、季節変動に関する所定指標値を監視することで、モデル同定部１３０による処理および制御パラメータ決定部１４０による処理の要否を判定する。所定指標値の一例は、外部環境センサ８４による検出される検出値（例えば外気温）の所定期間における平均値である。なお、所定指標値は、上記例に代えて、水分計測器２４により計測される被焼却物Ｇの水分含有率の所定期間における平均値などでもよい。
【0040】
監視部１２０による判定は、所定の周期（例えば１日１回）で繰り返し実行される。監視部１２０は、監視対象の所定指標値が所定の閾値を超えて変化した場合、モデルの再同定が必要であることを示す信号をモデル同定部１３０に出力するとともに、制御パラメータの再決定が必要であることを示す信号を制御パラメータ決定部１４０に出力する。
【0041】
＜４．３ モデル同定部＞
次に、モデル同定部１３０について説明する。
モデル同定部１３０は、燃焼設備１に関するモデルとして、プラントモデルＭを同定する。プラントモデルＭは、燃焼設備１の実機の特性を模した数式モデル（計算モデル）である。本実施形態では、モデル同定部１３０は、階層分析法を用いてプラントモデルＭを同定する。モデル同定部１３０は、燃焼設備１の実機の挙動と、プラントモデルＭを用いて計算により導出される計算値とが整合するように、プラントモデルＭを規定する１つ以上のパラメータ（以下「モデルパラメータ」と称する）を同定する。モデル同定部１３０は、例えば、パレート解生成部１３１と、選好解決定部１３２とを含む。
次に、モデル同定部１３０について説明する。
モデル同定部１３０は、燃焼設備１に関するモデルとして、プラントモデルＭを同定する。プラントモデルＭは、燃焼設備１の実機の特性を模した数式モデル（計算モデル）である。本実施形態では、モデル同定部１３０は、階層分析法を用いてプラントモデルＭを同定する。モデル同定部１３０は、燃焼設備１の実機の挙動と、プラントモデルＭを用いて計算により導出される計算値とが整合するように、プラントモデルＭを規定する１つ以上のパラメータ（以下「モデルパラメータ」と称する）を同定する。モデル同定部１３０は、例えば、パレート解生成部１３１と、選好解決定部１３２とを含む。
【0042】
（プラントモデルの概要）
まず、プラントモデルＭの概要を説明する。
図３は、プラントモデルＭの概要を説明するための図である。図３に示すように、火炉６０は、排ガスヘッダ６１と、排ガスヘッダ６１の下流側に設けられた二次燃焼ヘッダ６２とを含む。二次空気ライン７４は、二次空気ヘッダ７４ａを含む。
まず、プラントモデルＭの概要を説明する。
図３は、プラントモデルＭの概要を説明するための図である。図３に示すように、火炉６０は、排ガスヘッダ６１と、排ガスヘッダ６１の下流側に設けられた二次燃焼ヘッダ６２とを含む。二次空気ライン７４は、二次空気ヘッダ７４ａを含む。
【0043】
プラントモデルＭでは、例えば、以下のように条件が設定される。まず、固体燃料（被焼却物Ｇ）の反応は以下のように設定される。
Ｃ＋１／２Ｏ２→ＣＯ
２Ｈ＋１／２Ｏ２→Ｈ２Ｏ
Ｃ＋１／２Ｏ２→ＣＯ
２Ｈ＋１／２Ｏ２→Ｈ２Ｏ
【0044】
炉本体３０において固体燃料の過剰供給時には、一部の固体燃料中の炭素元素（Ｃ）および水素元素（Ｈ）が揮発し、揮発した炭素元素および水素元素は、排ガスヘッダ６１を通じて二次燃焼ヘッダ６２に流入し、二次燃焼ヘッダ６２で反応する。炉本体３０において気体燃料（窒素元素（Ｎ）および酸素元素（Ｏ））はガス化し、窒素（Ｎ２）および酸素（Ｏ２）が発生する。
【0045】
また、一酸化炭素（ＣＯ）の低減指令が出力させ、酸素を多く含む排ガス（ＩＧＲガス）が発生する場合は、ＩＧＲガスの一部は二次空気ヘッダ７４ａを介して、二次空気の一部として利用される。排ガスヘッダ６１での二次燃焼の反応は以下のように設定される。
ＣＯ＋１／２Ｏ２→ＣＯ２
ＣＯ＋１／２Ｏ２→ＣＯ２
【0046】
本実施形態では、モデル同定部１３０は、階層分析法を用いてプラントモデルＭを同定する。本出願で「モデルを同定する」とは、例えば、モデルを規定する１つ以上のモデルパラメータを決定することを意味する。
【0047】
例えば本実施形態では、プラントモデルＭに関するモデルパラメータとして、被焼却物Ｇの供給状態と、燃焼状態に関する１つ以上の指標（１つ以上のプロセス値）との関係を模擬するためのパラメータが決定される。上記１つ以上の指標は、例えば、一酸化炭素の発生量（ＣＯ発生量）、窒素酸化物の発生量（ＮＯｘ発生量）、酸素濃度（Ｏ２濃度）、または温度センサ８１により検出される温度（ＩＲ温度）などのうち１つ以上を含む。
【0048】
なお本実施形態では、計算を単純化するため、ＣＯ発生量およびＮＯｘ発生量については以下に示すようにＯ２濃度の関数として定義される。
【0049】
図４は、Ｏ２濃度とＣＯ濃度との関係を示す図である。本実施形態では、燃焼設備１での実測データに基づき、Ｏ２濃度とＣＯ濃度との関係が図４に示すように定義される。図５は、Ｏ２濃度とＮＯｘ濃度との関係を示す図である。本実施形態では、燃焼設備１での実測データに基づき、Ｏ２濃度とＮＯｘ濃度との関係が図５に示すように定義される。
【0050】
一方で、Ｏ２濃度については、被焼却物Ｇのどか落ちの影響を考慮するため、以下に示すように定義される。本出願で「どか落ち」とは、フィーダ２２によって炉本体３０に向けて押し出された所定量以上の被焼却物Ｇが意図せずに一度に纏まってストーカ４０上に落ちる（供給される）ことを意味する。「どか落ち」の発生状態は、被焼却物Ｇの性状によって異なるため、季節に応じて変化する。
【0051】
図６は、Ｏ２濃度の変化パターンを説明するための図である。本実施形態では、どか落ちが発生した場合にストーカ４０上に供給される被焼却物Ｇの変化パターン（供給量の変化パターン）を台形状に模擬される。具体的には、どか落ちの発生時点をｔ０、被焼却物Ｇの供給量の増加が停滞した時点をｔ１、被焼却物Ｇの供給量が減少に転じた時点をｔ２、被焼却物Ｇの供給量が初期値に戻った時点をｔ３とすると、被焼却物Ｇの時間当たりの最大供給量Ｓ、増加した被焼却物Ｇが減少に転じるまでの時間Ｔ（＝ｔ２－ｔ０）、被焼却物Ｇの供給量の増加速度α（＝Ｓ／（ｔ１－ｔ０））、被焼却物Ｇの供給量の減少速度β（＝Ｓ／ｔ３－ｔ２）という４つのモデルパラメータを用いて、被焼却物Ｇのどか落ちが模擬される。これら４つのモデルパラメータ（最大供給量Ｓ、時間Ｔ、増加速度α、減少速度β）の各々は、プラントモデルＭを規定するモデルパラメータである。そして、Ｏ２濃度の変化パターンは、時点ｔ０と時点ｔ３との間で下に凸となる円弧状に模擬される。
【0052】
（モデルパラメータに関するパレート解生成部）
次に、パレート解生成部１３１について説明する。パレート解生成部１３１は、燃焼設備１の実機で検出された検出値と、プラントモデルＭを用いて計算により導出される計算値とに基づき、燃焼設備１の燃焼状態に関する複数の指標（例えば２つ以上の指標、さらに言えば例えば３つ以上の指標）の上記検出値と上記計算値との誤差最小化を目的関数として、プラントモデルＭを規定する１つ以上（例えば複数）のモデルパラメータに関するパレート解を生成する。
次に、パレート解生成部１３１について説明する。パレート解生成部１３１は、燃焼設備１の実機で検出された検出値と、プラントモデルＭを用いて計算により導出される計算値とに基づき、燃焼設備１の燃焼状態に関する複数の指標（例えば２つ以上の指標、さらに言えば例えば３つ以上の指標）の上記検出値と上記計算値との誤差最小化を目的関数として、プラントモデルＭを規定する１つ以上（例えば複数）のモデルパラメータに関するパレート解を生成する。
【0053】
例えば、パレート解生成部１３１は、燃焼設備１の燃焼状態に関する複数の指標として、ＣＯ発生量、ＮＯｘ発生量、ＩＲ温度、およびＯ２濃度の各々について、燃焼設備１の実機で検出された検出値（例えば放射温度センサ８１またはガスセンサ８３による検出値）と、プラントモデルＭを用いて計算により導出される計算値との誤差が最小となる１つ以上（例えば複数）のモデルパラメータの複数のパレート解を生成する。
【0054】
本実施形態では、上記複数のモデルパラメータは、上述した４つのモデルパラメータ（最大供給量Ｓ、減少までの時間Ｔ、増加速度α、減少速度β）を含む。また、上記複数のモデルパラメータは、上記４つのモデルパラメータに加え、被焼却物Ｇの含有水分、被焼却物Ｇのカロリー、被焼却物Ｇの供給量、被焼却物Ｇの搬送速度、一次空気の流量、複数の風箱５０に対する一次空気の配分量、一次空気の温度、二次空気の流量、火炉６０の複数の供給口に対する二次空気の配分量などのうち１つ以上に関するモデルパラメータを含んでもよい。
【0055】
パレート解生成部１３１は、例えば、進化型多目的アルゴリズムＭＯＥＡ／Ｄ(Multiobjective Evolutionary Algorithm Based on Decomposition)を用いて、上記複数のパレート解を生成する。ただし、パレート解を生成するアルゴリズムは、上記例に限定されず、他の手法が用いられてもよい。
【0056】
図７は、パレート解生成部１３１により生成されたモデルパラメータの複数のパレート解を説明するための図である。図７中の複数の黒三角形の各々は、モデルパラメータセットに関する複数のパレート解（パレート解集合）を示す。「モデルパラメータセット」とは、パレート解の生成対象となる複数のモデルパラメータの組み合わせを示す。それぞれパレート解である複数の黒三角形は、１つ以上のモデルパラメータの値が互い異なる複数のモデルパラメータセット（モデルパラメータセットＡ、モデルパラメータセットＢ、モデルパラメータセットＣ、…）を示す。
【0057】
なお、図７では、説明の便宜上、ＩＲ温度およびＯ２濃度の２つの指標を評価関数とした二次元平面上でパレート解を示す。実際には、パレート解は、例えば、ＣＯ発生量、ＮＯｘ発生量、ＩＲ温度、およびＯ２濃度の４つの指標を評価関数とした四次元上で求められる。ただし、パレート解は、上記例に限定されず、２つあるいは３つの指標に基づいて求められてもよく、または５つ以上の指標に基づいて求められてもよい。
【0058】
（モデルパラメータに関する選好解決定部）
次に、選好解決定部１３２について説明する。選好解決定部１３２は、パレート解生成部１３１により生成されたモデルパラメータに関する複数のパレート解に対して階層分析法を用いることで、上記複数のパレート解のなかから１つ以上の選好解（最適なモデルパラメータセット）を決定する（選択する）。
次に、選好解決定部１３２について説明する。選好解決定部１３２は、パレート解生成部１３１により生成されたモデルパラメータに関する複数のパレート解に対して階層分析法を用いることで、上記複数のパレート解のなかから１つ以上の選好解（最適なモデルパラメータセット）を決定する（選択する）。
【0059】
図８は、本実施形態で用いられる階層分析法の流れを示す図である。階層分析法では、階層構造の構築（Ｓ１０１）、一対比較の実施（Ｓ１０２）、重要度の計算（Ｓ１０３）、総合評価（Ｓ１０４）の順に処理が進められる。
【0060】
（階層構造の構築）
まず、選好解決定部１３２は、階層構造の構築の処理を行う。
図９は、選好解決定部１３２により生成される最適なモデルパラメータ導出に関する階層構造を説明するための図である。本実施形態では、評価基準として、ＣＯ発生量、ＮＯｘ発生量、ＩＲ温度、およびＯ２濃度に関する４つの評価基準が設定される。すなわち、（１）ＣＯ発生量の実機の検出値と計算値との誤差最小化、（２）ＮＯｘ発生量の実機の検出値と計算値との誤差最小化、（３）ＩＲ温度の実機の検出値と計算値との誤差最小化、および（４）Ｏ２濃度の実機の検出値と計算値との誤差最小化がそれぞれ評価基準として設定される。ここで言う「計算値」は、プラントモデルＭを用いた計算（シミュレーション）により導出される計算値を意味する。
まず、選好解決定部１３２は、階層構造の構築の処理を行う。
図９は、選好解決定部１３２により生成される最適なモデルパラメータ導出に関する階層構造を説明するための図である。本実施形態では、評価基準として、ＣＯ発生量、ＮＯｘ発生量、ＩＲ温度、およびＯ２濃度に関する４つの評価基準が設定される。すなわち、（１）ＣＯ発生量の実機の検出値と計算値との誤差最小化、（２）ＮＯｘ発生量の実機の検出値と計算値との誤差最小化、（３）ＩＲ温度の実機の検出値と計算値との誤差最小化、および（４）Ｏ２濃度の実機の検出値と計算値との誤差最小化がそれぞれ評価基準として設定される。ここで言う「計算値」は、プラントモデルＭを用いた計算（シミュレーション）により導出される計算値を意味する。
【0061】
なお本実施形態では、上記４つの評価基準の重みは全て同じとする。このため、上記４つの評価基準同士の一対比較の処理は省略される。ただし、上記４つの評価基準に対して優先度に応じた重み付けが行われてもよい。この場合、後述する一対比較の処理の一部として、上記４つの評価基準同士の一対比較に基づくスコアの付与が行われてもよい。
【0062】
本実施形態では、選好解決定部１３２は、階層構造の構築の処理として、複数の代替案の設定を行う。選好解決定部１３２は、例えば、パレート解生成部１３１により生成されたそれぞれパレート解である複数のモデルパラメータセット（モデルパラメータセットＡ、モデルパラメータセットＢ、モデルパラメータセットＣ、…）を、それぞれ代替案として設定する。
【0063】
（一対比較の実施）
次に、選好解決定部１３２は、複数の代替案同士の一対比較の処理を行う。
図１０は、モデルパラメータに関する一対比較の処理を概念的に示す図である。例えば、図１０は、Ｏ２濃度の実機の検出値と計算値との誤差最小化が評価基準である場合の複数のモデルパラメータセットの一対比較の結果を示す。図１０中で区分１から区分９は、Ｏ２濃度の実機の検出値と計算値との誤差の大きさを所定基準で分けた区分である。
次に、選好解決定部１３２は、複数の代替案同士の一対比較の処理を行う。
図１０は、モデルパラメータに関する一対比較の処理を概念的に示す図である。例えば、図１０は、Ｏ２濃度の実機の検出値と計算値との誤差最小化が評価基準である場合の複数のモデルパラメータセットの一対比較の結果を示す。図１０中で区分１から区分９は、Ｏ２濃度の実機の検出値と計算値との誤差の大きさを所定基準で分けた区分である。
【0064】
（重要度の計算）
次に、選好解決定部１３２は、一対比較の結果に基づき、各モデルパラメータセットについて重要度の計算を行う。例えば、選好解決定部１３２は、上記区分１から区分９に対して予め設定されたスコアに基づき、例えば幾何平均法を用いることで、各評価基準に関する各モデルパラメータセットの重要度の評価値を算出する。
次に、選好解決定部１３２は、一対比較の結果に基づき、各モデルパラメータセットについて重要度の計算を行う。例えば、選好解決定部１３２は、上記区分１から区分９に対して予め設定されたスコアに基づき、例えば幾何平均法を用いることで、各評価基準に関する各モデルパラメータセットの重要度の評価値を算出する。
【0065】
（総合評価）
次に、選好解決定部１３２は、各モデルパラメータセットの総合評価値を算出する。例えば、選好解決定部１３２は、各モデルパラメータセットについて、各評価基準に関して算出された重要度の評価値を複数の評価基準に関して合計することで、各モデルパラメータセットの総合評価値を算出する。そして、選好解決定部１３２は、複数のモデルパラメータセットのなかで、総合評価値が最も高いモデルパラメータセットを最適なモデルパラメータセットとして導出することで、プラントモデルＭを同定する。そして、選好解決定部１３２は、同定されたプラントモデルＭを示す情報（例えば導出された最適なモデルパラメータセットを示す情報）を制御パラメータ決定部１４０に出力する。
次に、選好解決定部１３２は、各モデルパラメータセットの総合評価値を算出する。例えば、選好解決定部１３２は、各モデルパラメータセットについて、各評価基準に関して算出された重要度の評価値を複数の評価基準に関して合計することで、各モデルパラメータセットの総合評価値を算出する。そして、選好解決定部１３２は、複数のモデルパラメータセットのなかで、総合評価値が最も高いモデルパラメータセットを最適なモデルパラメータセットとして導出することで、プラントモデルＭを同定する。そして、選好解決定部１３２は、同定されたプラントモデルＭを示す情報（例えば導出された最適なモデルパラメータセットを示す情報）を制御パラメータ決定部１４０に出力する。
【0066】
＜４．４ 制御パラメータ決定部＞
次に、制御パラメータ決定部１４０について説明する。
制御パラメータ決定部１４０は、燃焼設備１の制御に用いられる制御パラメータを決定する。本実施形態では、制御パラメータ決定部１４０は、階層分析法を用いて制御パラメータを決定する。制御パラメータ決定部１４０は、例えば、パレート解生成部１４１と、選好解決定部１４２とを含む。
次に、制御パラメータ決定部１４０について説明する。
制御パラメータ決定部１４０は、燃焼設備１の制御に用いられる制御パラメータを決定する。本実施形態では、制御パラメータ決定部１４０は、階層分析法を用いて制御パラメータを決定する。制御パラメータ決定部１４０は、例えば、パレート解生成部１４１と、選好解決定部１４２とを含む。
【0067】
（制御パラメータに関するパレート解生成部）
まず、パレート解生成部１４１について説明する。パレート解生成部１４１は、モデル同定部１３０により同定されたプラントモデルＭに基づき、燃焼設備１の燃焼状態に関する複数の指標（例えば２つ以上の指標、さらに言えば例えば３つ以上の指標）を目的関数として、燃焼設備１の制御パラメータに関する複数のパレート解を生成する。
まず、パレート解生成部１４１について説明する。パレート解生成部１４１は、モデル同定部１３０により同定されたプラントモデルＭに基づき、燃焼設備１の燃焼状態に関する複数の指標（例えば２つ以上の指標、さらに言えば例えば３つ以上の指標）を目的関数として、燃焼設備１の制御パラメータに関する複数のパレート解を生成する。
【0068】
例えば、パレート解生成部１４１は、燃焼設備１の燃焼状態に関する複数の指標として、ＣＯ発生量、ＮＯｘ発生量、ＩＲ温度変動、およびＯ２濃度変動の各々について、プラントモデルＭを用いて計算により導出される計算値が最小となる１つ以上の制御パラメータに関する複数のパレート解を生成する。
【0069】
上記制御パラメータは、例えば、燃焼空気のダンパ７５の開度である。以下では、制御パラメータとして、二次空気ダンパ７５Ｂの開度を階層分析法により導出する例について説明する。ただし、階層分析法により導出される制御パラメータは、上記例に代えて／加えて、被焼却物Ｇの含有水分、被焼却物Ｇのカロリー、被焼却物Ｇの供給量（例えばフィーダ２２の速度）、被焼却物Ｇの搬送速度（例えば火格子４１の移動速度）、一次空気の流量（例えば一次空気ダンパ７５Ａの開度および／または第１送風機７１Ａの駆動量）、複数の風箱５０に対する一次空気の配分量（例えば一次空気ダンパ７５Ａの開度）、一次空気の温度（例えば空気予熱器７３の加熱量）、二次空気の流量（例えば二次空気ダンパ７５Ｂおよび／または第２送風機７１Ｂの駆動量）、火炉６０の複数の供給口に対する二次空気の配分量（例えば二次空気ダンパ７５Ｂ）などのうち１つ以上に関する制御パラメータを含んでもよい。
【0070】
パレート解生成部１４１は、例えば、進化型多目的アルゴリズムＭＯＥＡ／Ｄを用いて、制御パラメータに関する複数のパレート解を生成する。ただし、パレート解を生成するアルゴリズムは、上記例に限定されず、他の手法が用いられてもよい。
【0071】
図１１は、パレート解生成部１４１により生成された制御パラメータ（例えば二次空気ダンパ７５Ｂの開度）に関する複数のパレート解を説明するための図である。図１１中の複数の白三角形の各々は、上記制御パラメータの複数のパレート解（パレート解集合）を示す。それぞれパレート解である複数の白三角形は、制御パラメータの値が互いに異なる複数の制御パラメータとして、二次空気ダンパ７５Ｂの複数の開度（開度Ａ、開度Ｂ、開度Ｃ、…）を示す。
【0072】
なお、図１１では、説明の便宜上、ＣＯ発生量およびＮＯｘ発生量の２つの指標を評価関数とした二次元平面上でパレート解を示す。実際には、パレート解は、例えば、ＣＯ発生量、ＮＯｘ発生量、ＩＲ温度変動量、およびＯ２濃度変動量の４つの指標を評価関数とした四次元上で求められる。ただし、パレート解は、上記例に限定されず、２つあるいは３つの指標に基づいて求められてもよく、または５つ以上の指標に基づいて求められてもよい。
【0073】
（制御パラメータに関する選好解決定部）
次に、選好解決定部１４２について説明する。選好解決定部１４２は、パレート解生成部１４１により生成された制御パラメータに関する複数のパレート解に対して階層分析法を用いることで、上記パレート解のなかから１つ以上の選好解（最適な制御パラメータ、例えば二次空気ダンパ７５Ｂの最適な開度）を選択して決定する（選択する）。
次に、選好解決定部１４２について説明する。選好解決定部１４２は、パレート解生成部１４１により生成された制御パラメータに関する複数のパレート解に対して階層分析法を用いることで、上記パレート解のなかから１つ以上の選好解（最適な制御パラメータ、例えば二次空気ダンパ７５Ｂの最適な開度）を選択して決定する（選択する）。
【0074】
なお、制御パラメータに関する階層分析法の流れは、図８を参照して説明したモデルパラメータに関する階層分析法の流れと同様である。このため重複する説明は省略する。以下では、制御パラメータに関する階層分析法の具体的な処理について説明する。
【0075】
（階層構造の構築）
まず、選好解決定部１４２は、階層構造の構築の処理を行う。
図１２は、選好解決定部１４２により生成される最適な制御パラメータ導出に関する階層構造を説明するための図である。本実施形態では、評価基準として、ＣＯ発生量、ＮＯｘ発生量、ＩＲ温度変動、およびＯ２濃度変動に関する４つの評価基準が設定される。すなわち、（１）ＣＯ発生量の計算値の最小化、（２）ＮＯｘ発生量の計算値の最小化、（３）ＩＲ温度変動量（または変動率）の計算値の最小化、および（４）Ｏ２濃度変動量（または変動率）の計算値の最小化がそれぞれ評価基準として設定される。ここで言う「計算値」は、モデル同定部１３０により導出された最適なモデルパラメータセットと、プラントモデルＭとを用いた計算（シミュレーション）により導出される計算値を意味する。
まず、選好解決定部１４２は、階層構造の構築の処理を行う。
図１２は、選好解決定部１４２により生成される最適な制御パラメータ導出に関する階層構造を説明するための図である。本実施形態では、評価基準として、ＣＯ発生量、ＮＯｘ発生量、ＩＲ温度変動、およびＯ２濃度変動に関する４つの評価基準が設定される。すなわち、（１）ＣＯ発生量の計算値の最小化、（２）ＮＯｘ発生量の計算値の最小化、（３）ＩＲ温度変動量（または変動率）の計算値の最小化、および（４）Ｏ２濃度変動量（または変動率）の計算値の最小化がそれぞれ評価基準として設定される。ここで言う「計算値」は、モデル同定部１３０により導出された最適なモデルパラメータセットと、プラントモデルＭとを用いた計算（シミュレーション）により導出される計算値を意味する。
【0076】
本実施形態では、選好解決定部１４２は、階層構造の構築の処理として、複数の代替案の設定を行う。選好解決定部１４２は、例えば、パレート解生成部１４１により生成されたそれぞれパレート解である複数の制御パラメータ（例えば、二次空気ダンパ７５Ｂに関する開度Ａ、開度Ｂ、開度Ｃ、…）を、それぞれ代替案として設定する。
【0077】
（一対比較の実施）
次に、選好解決定部１４２は、複数の評価基準同士および複数の代替案同士のそれぞれについて一対比較の処理を行う。まず、複数の評価基準同士の一対比較について説明する。本実施形態のように4つの基準がある場合は、（ｉ）ＣＯ発生優先とＯ２変動優先、（ｉｉ）ＣＯ発生優先とＮＯｘ発生優先、（ｉｉｉ）ＣＯ発生優先とＩＲ温度変動優先、（ｉｖ）ＮＯｘ発生優先とＯ２変動優先、（ｖ）ＮＯｘ発生優先vsとＩＲ温度変動優先、（ｖｉ）Ｏ２変動優先とＩＲ温度変動優先の６通りの一対比較が行われる。
次に、選好解決定部１４２は、複数の評価基準同士および複数の代替案同士のそれぞれについて一対比較の処理を行う。まず、複数の評価基準同士の一対比較について説明する。本実施形態のように4つの基準がある場合は、（ｉ）ＣＯ発生優先とＯ２変動優先、（ｉｉ）ＣＯ発生優先とＮＯｘ発生優先、（ｉｉｉ）ＣＯ発生優先とＩＲ温度変動優先、（ｉｖ）ＮＯｘ発生優先とＯ２変動優先、（ｖ）ＮＯｘ発生優先vsとＩＲ温度変動優先、（ｖｉ）Ｏ２変動優先とＩＲ温度変動優先の６通りの一対比較が行われる。
【0078】
図１３は、制御パラメータの評価基準同士の一対比較の結果の一例を示す図である。本実施形態では、制御パラメータの評価基準同士の一対比較として、燃焼設備１に生じる得る複数の運転状況ごとに異なる優先度が付与される。図１３では、（ａ）ＣＯ優先の運転状況、（ｂ）ＮＯｘ優先の運転状況、（ｃ）ＩＲ温度（蒸気流量）優先の運転状況３つの運転状況それぞれにおける一対比較を示す。
【0079】
「ＣＯ優先」の運転状況とは、ＣＯ発生量の計算値が所定の閾値（例えばＣＯ用高位閾値）以上であるが、ＮＯｘ発生量の計算値が所定の閾値（例えばＮＯｘ用低位閾値）未満であり、ＣＯ発生量が厳しいがＮＯｘ発生量には余裕がある状況を示す。この場合、ＣＯ発生量の変動を１番に優先し、次にＩＲ温度（蒸気流量）の変動を優先し、その次にＯ２濃度の変動またはＮＯｘの変動を優先（例えば、燃焼設備１の安定運転の観点ではＯ２濃度の変動を優先）するように、複数の評価基準に対してスコアが付与される。図１３では、数字が大きいほど、優先度が高いことを意味する。例えば、図１３中のＡで示す交点部分に付与されたスコア「７」は、ＮＯｘの変動に対してＣＯの変動を７倍優先することを意味する。
【0080】
「ＮＯｘ優先」の運転状況とは、ＣＯ発生量の計算値が所定の閾値（例えばＣＯ用低位閾値）未満であるが、ＮＯｘ発生量の計算値が所定の閾値（例えばＮＯｘ用高位閾値）以上であり、ＣＯ発生量には余裕があるがＮＯｘ発生量が厳しい状況を示す。この場合、ＮＯｘ発生量の変動を１番に優先し、次にＩＲ温度（蒸気流量）の変動を優先し、その次にＯ２濃度の変動またはＣＯの変動を優先（例えば、燃焼設備１の安定運転の観点ではＣＯ発生量の変動を優先）するように、複数の評価基準に対してスコアが付与される。
【0081】
「ＩＲ温度（蒸気流量）優先」の状況とは、ＣＯ発生量の計算値が所定の閾値（例えばＣＯ用低位閾値）未満であるとともに、ＮＯｘ発生量の計算値が所定の閾値（例えばＮＯｘ用低位閾値）未満であり、ＣＯ発生量およびＮＯｘ発生量ともに余裕がある状況を示す。この場合、ＩＲ温度（蒸気流量）の変動を１番に優先し、次にＣＯ発生量の変動を優先し、その次にＯ２濃度の変動またはＮＯｘの変動を優先（例えば、燃焼設備１の安定運転の観点ではＯ２発生量の変動を優先）するように、複数の評価基準に対してスコアが付与される。
【0082】
次に、選好解決定部１４２は、複数の代替案同士の一対比較の処理を行う。なお本実施形態では、選好解決定部１４２は、上記３つの運転状況の各々について、以下に説明する処理を行う。
【0083】
図１４は、制御パラメータ同士の一対比較の処理を概念的に示す図である。例えば、図１４は、Ｏ２濃度変動の最小化が評価基準である場合の複数の制御パラメータ（例えば二次空気ダンパ７５Ｂの複数の開度）同士の一対比較の結果を示す。図１４中で区分１から区分９は、Ｏ２濃度変動の大きさを所定基準で分けた区分である。
【0084】
（重要度の計算）
次に、選好解決定部１４２は、複数の評価基準同士の一対比較の結果に基づき、各評価基準の重要度の計算を行う。例えば、選好解決定部１４２は、一対比較で設定されたスコアに基づき、例えば幾何平均法を用いることで、各評価基準の重要度（以下「評価基準重要度」と称する）の評価値を算出する。
次に、選好解決定部１４２は、複数の評価基準同士の一対比較の結果に基づき、各評価基準の重要度の計算を行う。例えば、選好解決定部１４２は、一対比較で設定されたスコアに基づき、例えば幾何平均法を用いることで、各評価基準の重要度（以下「評価基準重要度」と称する）の評価値を算出する。
【0085】
次に、選好解決定部１４２は、複数の制御パラメータ（例えば二次空気ダンパ７５Ｂの複数の開度）同士の一対比較の結果に基づき、各制御パラメータ（例えば二次空気ダンパ７５Ｂの各開度）の重要度の計算を行う。例えば、選好解決定部１４２は、上記区分１から区分９に対して予め設定されたスコアに基づき、例えば幾何平均法を用いることで、各評価基準に関する各制御パラメータ（例えば二次空気ダンパ７５Ｂの各開度）の重要度の評価値を算出する。
【0086】
（総合評価）
次に、選好解決定部１４２は、各制御パラメータ（例えば二次空気ダンパ７５Ｂの各開度）の総合評価値を算出する。例えば、選好解決定部１４２は、各制御パラメータ（例えば二次空気ダンパ７５Ｂの各開度）について、各評価基準の評価基準重要度を反映させた（例えば乗算させた）上で、当該制御パラメータ（当該開度）の重要度の評価値を上記複数の評価基準に関して合計することで、各制御パラメータ（例えば二次空気ダンパ７５Ｂの各開度）の総合評価値を算出する。そして、選好解決定部１４２は、複数の制御パラメータ（例えば二次空気ダンパ７５Ｂの複数の開度）のなかで、総合評価値が最も高い制御パラメータを、最適な制御パラメータ（例えば最適な開度）として導出する。
次に、選好解決定部１４２は、各制御パラメータ（例えば二次空気ダンパ７５Ｂの各開度）の総合評価値を算出する。例えば、選好解決定部１４２は、各制御パラメータ（例えば二次空気ダンパ７５Ｂの各開度）について、各評価基準の評価基準重要度を反映させた（例えば乗算させた）上で、当該制御パラメータ（当該開度）の重要度の評価値を上記複数の評価基準に関して合計することで、各制御パラメータ（例えば二次空気ダンパ７５Ｂの各開度）の総合評価値を算出する。そして、選好解決定部１４２は、複数の制御パラメータ（例えば二次空気ダンパ７５Ｂの複数の開度）のなかで、総合評価値が最も高い制御パラメータを、最適な制御パラメータ（例えば最適な開度）として導出する。
【0087】
本実施形態では、選好解決定部１４２は、上述した複数（例えば３つ）の運転状況ごとの複数の評価基準同士の一対比較の結果に基づき、上述した最適な制御パラメータ（例えば最適な開度）を、上述した複数の状況ごとに導出する（決定する）。例えば、選好解決定部１４２は、「ＣＯ優先」の運転状況で最適な制御パラメータＳ１（例えば最適な開度Ｓ１）、「ＮＯｘ優先」の運転状況で最適な制御パラメータＳ２（例えば最適な開度Ｓ２）、「ＩＲ温度（蒸気流量）優先」の運転状況で最適な制御パラメータＳ３（例えば最適な開度Ｓ３）を導出する。そして、選好解決定部１４２は、運転状況ごとに導出した複数の最適な制御パラメータＳ１，Ｓ２，Ｓ３に基づき、より多くの種々の運転状況に対応可能な制御パラメータセットを導出する。
【0088】
図１５は、選好解決定部１４２により導出される制御パラメータセットの一例を示す図である。図１５中の（ａ）は、二次空気ダンパ７５Ｂの最大開度（単位は［％］）の制御パラメータセットを示す。図１５中の（ｂ）は、二次空気ダンパ７５Ｂの中間開度（単位は［％］）の制御パラメータセットを示す。「最大開度」とは、例えば、ＣＯ濃度またはＮＯｘ濃度が所定の基準を超えて増加した場合（例えば「どか落ち」が生じた場合）に、制御部１５０により所定時間（第１所定時間）に亘り設定される開度である。「中間開度」とは、例えば、二次空気ダンパ７５Ｂが最大開度で所定時間に亘り設定された後に、制御部１５０により所定時間（第２所定時間）に亘り設定される開度である。
【0089】
本実施形態では、選好解決定部１４２は、上記制御パラメータセットとして、「最大開度」に対応した制御パラメータセットと、「中間開度」に対応した制御パラメータセットとをそれぞれ決定する。
【0090】
例えば、選好解決定部１４２は、「最大開度」に対応した制御パラメータセットを導出する場合、２０％以上、１００％以下の開度であることを制約条件として、上述したＳ１０１からＳ１０４の処理を行うことで、複数の最適な制御パラメータＳ１，Ｓ２，Ｓ３として、上記運転状況ごとに適した複数の最適な制御パラメータＳ１Ａ，Ｓ２Ａ，Ｓ３Ａを導出する。そして、選好解決定部１４２は、例えば、制御パラメータＳ１Ａ，Ｓ２Ａ，Ｓ３Ａに基づく線形補完を行うことで、図１５中の（ａ）に示す制御パラメータセットを導出する。
【0091】
同様に、選好解決定部１４２は、「中間開度」に対応した制御パラメータセットを導出する場合、１０％以上、６０％以下の開度であることを制約条件として、上述したＳ１０１からＳ１０４の処理を行うことで、複数の最適な制御パラメータＳ１，Ｓ２，Ｓ３として、上記運転状況ごとに適した複数の最適な制御パラメータＳ１Ｂ，Ｓ２Ｂ，Ｓ３Ｂを導出する。そして、選好解決定部１４２は、例えば、制御パラメータＳ１Ｂ，Ｓ２Ｂ，Ｓ３Ｂに基づく線形補完を行うことで、図１５中の（ｂ）に示す制御パラメータセットを導出する。
【0092】
なお図１５中では、ＣＯ濃度またはＮＯｘ濃度のそれぞれにおいて、区分１から区分５のうち、数値が小さい区分は厳しい状況であることを意味し、数値が大きい区分は余裕が大きい状況であることを意味する。例えば、ＣＯ濃度に関する区分１は、ＣＯ発生量が上記ＣＯ用高位閾値以上であることを意味する。例えば、ＣＯ濃度に関する区分５は、ＣＯ発生量が上記ＣＯ用低位閾値未満であることを意味する。同様に、ＮＯｘ濃度に関する区分１は、ＮＯｘ発生量が上記ＮＯｘ用高位閾値以上であることを意味する。例えば、ＮＯｘ濃度に関する区分５は、ＮＯｘ発生量が上記ＮＯｘ用低位閾値未満であることを意味する。なお、図１５中の（ａ）で設定されるＣＯ濃度およびＮＯｘ濃度の区分１から区分５と、図１５中の（ｂ）で設定されるＣＯ濃度およびＮＯｘ濃度の区分１から区分５とは、同じでもよく、異なってもよい。
【0093】
＜４．５ 制御部＞
制御部１５０は、燃焼設備１の全体を統括的に管理する。本実施形態では、制御部１５０は、情報取得部１１０により取得された各種検出値と、制御パラメータ決定部１４０により決定された制御パラメータとに基づき制御対象装置ＶＤを制御することで、燃焼設備１に関する燃焼制御を行う。例えば、本実施形態では、制御部１５０は、情報取得部１１０により取得されたＣＯおよびＮＯｘに関する検出値（例えばガスセンサ８３による検出値）と、制御パラメータ決定部１４０により決定された制御パラメータ（例えば図１５中の（ａ）または（ｂ）に示す制御パラメータセット）とに基づき、二次空気ダンパ７５Ｂを制御する。
制御部１５０は、燃焼設備１の全体を統括的に管理する。本実施形態では、制御部１５０は、情報取得部１１０により取得された各種検出値と、制御パラメータ決定部１４０により決定された制御パラメータとに基づき制御対象装置ＶＤを制御することで、燃焼設備１に関する燃焼制御を行う。例えば、本実施形態では、制御部１５０は、情報取得部１１０により取得されたＣＯおよびＮＯｘに関する検出値（例えばガスセンサ８３による検出値）と、制御パラメータ決定部１４０により決定された制御パラメータ（例えば図１５中の（ａ）または（ｂ）に示す制御パラメータセット）とに基づき、二次空気ダンパ７５Ｂを制御する。
【0094】
例えば、制御部１５０は、ガスセンサ８３により検出されたＣＯ濃度（ＣＯ発生量）またはＮＯｘ濃度（ＮＯｘ発生量）が上記所定の基準を超えて増加した場合（例えば「どか落ち」が生じた場合）には、図１５中の（ａ）示される複数の開度のなかで、ガスセンサ８３により検出されたＣＯ濃度（ＣＯ発生量）およびＮＯｘ濃度（ＮＯｘ発生量）に対応する開度（第１開度）に二次空気ダンパ７５Ｂを制御する。
【0095】
そして、制御部１５０は、二次空気ダンパ７５Ｂを上記第１開度に設定して所定時間に亘り燃焼設備１を運転した後、図１５中の（ｂ）示される複数の開度のなかで、ガスセンサ８３により検出されたＣＯ濃度（ＣＯ発生量）およびＮＯｘ濃度（ＮＯｘ発生量）に対応する開度（第２開度）に二次空気ダンパ７５Ｂを制御する。その後、制御部１５０は、二次空気ダンパ７５Ｂを上記第２開度に設定して所定時間に亘り燃焼設備１を運転した後、二次空気ダンパ７５Ｂを予め設定された基準開度に戻す。
【0096】
＜５．情報処理の流れ＞
次に、制御装置１００による情報処理の流れを説明する。
図１６は、情報処理の流れを示すフローチャートである。本実施形態では、まず、監視部１２０は、情報取得部１１０に取得された検出値に基づき、季節変動に関する所定指標値（例えば、外部環境センサ８４による検出された検出値の所定期間における平均値）を算出することで取得する（Ｓ１１１）。そして、監視部１２０は、取得された所定指標値が所定の閾値を超えて変化したか否かを判定する（Ｓ１１２）。
次に、制御装置１００による情報処理の流れを説明する。
図１６は、情報処理の流れを示すフローチャートである。本実施形態では、まず、監視部１２０は、情報取得部１１０に取得された検出値に基づき、季節変動に関する所定指標値（例えば、外部環境センサ８４による検出された検出値の所定期間における平均値）を算出することで取得する（Ｓ１１１）。そして、監視部１２０は、取得された所定指標値が所定の閾値を超えて変化したか否かを判定する（Ｓ１１２）。
【0097】
上記所定指標値が所定の閾値を超えて変化していないと判定された場合（Ｓ１１２：ＮＯ）、監視部１２０は、所定時間待機し（例えば１日待機し）、Ｓ１１１の処理を繰り返す。一方で、上記所定指標値が所定の閾値を超えて変化したと判定された場合（Ｓ１１２：ＹＥＳ）、Ｓ１２１の処理に進む。
【0098】
本実施形態では、上記所定指標値が所定の閾値を超えて変化したと判定された場合（Ｓ１１２：ＹＥＳ）、モデル再同定および制御パラメータの再設定の処理が行われる。例えば、情報取得部１１０は、対象プラントである燃焼設備１に関する種々のデータを取得する（Ｓ１２１）。例えば、情報取得部１１０は、放射温度センサ８１の検出結果およびガスセンサ８３の検出結果などを取得する。そして、情報取得部１１０は、例えば各検出値に対して時間遅れまたは時間進みに応じた補正を行うことで、必要な検出値を取得する。
【0099】
次に、モデル同定部１３０のパレート解生成部１３１は、Ｓ１２１の処理で情報取得部１１０により取得された検出値と、プラントモデルＭを用いて計算により導出される計算値とに基づき、例えばＣＯ発生量、ＮＯｘ発生量、ＩＲ温度、およびＯ２濃度に関する上記検出値と上記計算値との誤差最小化を目的関数として、プラントモデルＭを規定する１つ以上のモデルパラメータに関する複数のパレート解を生成する（Ｓ１３１）。
【0100】
次に、モデル同定部１３０の選好解決定部１３２は、パレート解生成部１３１により生成されたモデルパラメータに関する複数のパレート解に対して階層分析法を用いることで、上記複数のパレート解のなかから１つ以上の選好解（最適なモデルパラメータセット）を決定する（Ｓ１３２）。これにより、プラントモデルＭが同定される。
【0101】
次に、制御パラメータ決定部１４０のパレート解生成部１４１は、モデル同定部１３０により同定されたプラントモデルＭに基づき、例えばＣＯ発生量、ＮＯｘ発生量、ＩＲ温度変動、およびＯ２濃度変動に関する計算値が最小となる制御パラメータに関する複数のパレート解を生成する（Ｓ１４１）。
【0102】
次に、制御パラメータ決定部１４０の選好解決定部１４２は、パレート解生成部１４１により生成された制御パラメータに関する複数のパレート解に対して階層分析法を用いることで、上記複数のパレート解のなかから１つ以上の選好解（最適な制御パラメータ）を決定する（Ｓ１４２）。本実施形態では、選好解決定部１４２燃焼設備１の運転状況ごとに１つ以上の選好解を決定することで得られた複数の選好解（制御パラメータＳ１，Ｓ２，Ｓ３）に基づき、制御パラメータセットを導出する（Ｓ１４３）。
【0103】
次に、制御部１５０は、制御パラメータ決定部１４０により決定された１つ以上の選好解に基づき（例えば、導出された制御パラメータセットに基づき）、燃焼設備１に関する燃焼制御を行う（Ｓ１５１）。そして、所定期間（例えば１日）が経過すると、Ｓ１１１の処理に戻り、Ｓ１１１からの一連の処理が繰り返される。
【0104】
＜６．作用効果＞
燃焼設備１は、例えば、燃焼設備１ごとの固有の特性、および／または、季節による燃料性状の変化などに対応するため、制御パラメータの最適化が必要になる。しかしながら、最適な制御パラメータの決定には、プラントモデル同定や多数目的のトレードオフとなるパレート解からの解の選択が必要になり、完全自動化が難しい。
燃焼設備１は、例えば、燃焼設備１ごとの固有の特性、および／または、季節による燃料性状の変化などに対応するため、制御パラメータの最適化が必要になる。しかしながら、最適な制御パラメータの決定には、プラントモデル同定や多数目的のトレードオフとなるパレート解からの解の選択が必要になり、完全自動化が難しい。
【0105】
一方で、本実施形態では、制御装置１００は、プラントモデルＭに基づき、燃焼状態に関する複数の指標を目的関数として、燃焼設備１の制御パラメータに関する複数のパレート解を生成するパレート解生成部１４１と、パレート解生成部１４１により生成された複数のパレート解に対して階層分析法を用いることで、上記複数のパレート解のなかから１つ以上の選好解を決定する選好解決定部１４２とを有する。このような構成によれば、燃焼設備１の制御パラメータを制御装置１００により適切に決定することができ、燃焼設備１の運転の自動化を進めることができる。
【0106】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態は、プラントモデルＭに関する応答曲面が生成され、生成された応答曲面に基づいて最適化計算が行われる点で、第１実施形態とは異なる。なお以下に説明する以外の構成は、第１実施形態の構成と同じである。
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態は、プラントモデルＭに関する応答曲面が生成され、生成された応答曲面に基づいて最適化計算が行われる点で、第１実施形態とは異なる。なお以下に説明する以外の構成は、第１実施形態の構成と同じである。
【0107】
図１７は、第２実施形態の焼却設備１の機能構成を示すブロック図である。本実施形態では、制御装置１００は、応答曲面生成部１７０を有する。応答曲面生成部１７０は、応答曲面作成法（例えば線形補完法）を用いて、プラントモデルＭに関する応答曲面を生成する。例えば、応答曲面生成部１７０は、プラントモデルＭに関する対象パラメータ（モデルパラメータ）を変化させることで、プラントモデルＭに関する応答曲面を生成する。
【0108】
図１８は、第２実施形態の情報処理の流れを示すフローチャートである。本実施形態では、応答曲面生成部１７０により応答曲面の生成が行われる（Ｓ１６１）。そして、モデル同定部１３０のパレート解生成部１３１は、応答曲面生成部１７０により生成された応答曲面に基づき最適化計算を行う（Ｓ１３１）。
【0109】
このような構成によれば、第１実施形態と同様に、燃焼設備１の制御パラメータを制御装置１００により適切に決定することができ、燃焼設備１の運転の自動化を進めることができる。また本実施形態のように応答曲面を生成することで、モデル同定部１３０による最適化計算の計算時間を短くすることができ、燃焼状態に応じて迅速に最適な制御パラメータを導出することができる。なお、応答曲面作成手法は、線形補間法に限定されず、クリギング法などが用いられてもよい。
【0110】
（その他の実施形態）
以上、本開示の実施形態について説明したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更なども含まれる。
以上、本開示の実施形態について説明したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更なども含まれる。
【0111】
図１５は、実施形態に係るコンピュータ１１００の構成を示すハードウェア構成図である。コンピュータ１１００は、例えば、プロセッサ１１１０、メインメモリ１１２０、ストレージ１１３０、インターフェース１１４０を備える。
【0112】
上述の制御装置１００の各機能部は、コンピュータ１１００に実装される。そして、上述した各機能部の動作は、プログラムの形式でストレージ１１３０に記憶されている。プロセッサ１１１０は、プログラムをストレージ１１３０から読み出してメインメモリ１１２０に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、プロセッサ１１１０は、プログラムに従って、上述した各機能部が使用する記憶領域をメインメモリ１１２０に確保する。
【0113】
プログラムは、コンピュータ１１００に発揮させる機能の一部を実現するためのものであってもよい。例えば、プログラムは、ストレージ１１３０に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせ、または他の装置に実装された他のプログラムとの組み合わせによって機能を発揮させるものであってもよい。また、コンピュータ１１００は、上記構成に加えて、又は上記構成に代えてＰＬＤ（Programmable Logic Device）などのカスタムＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）を備えてもよい。ＰＬＤの例としては、ＰＡＬ(Programmable Array Logic)、ＧＡＬ(Generic Array Logic)、ＣＰＬＤ(Complex Programmable Logic Device)、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）が挙げられる。この場合、プロセッサ１１１０によって実現される機能の一部または全部が当該集積回路によって実現されてよい。
【0114】
ストレージ１１３０の例としては、磁気ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリなどが挙げられる。ストレージ１１３０は、コンピュータ１１００のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インターフェース１１４０又は通信回線を介してコンピュータ１１００に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ１１００に配信される場合、配信を受けたコンピュータ１１００が当該プログラムをメインメモリ１１２０に展開し、上記処理を実行してもよい。また、当該プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、当該プログラムは、前述した機能をストレージ１１３０に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【0115】
＜付記＞
各実施形態に記載の燃焼設備用システムおよび情報処理方法は、例えば以下のように把握される。
各実施形態に記載の燃焼設備用システムおよび情報処理方法は、例えば以下のように把握される。
【0116】
（１）第１態様の燃焼設備用システム（例えば制御装置１００）は、燃焼設備１に関するモデルに基づき、燃焼状態に関する複数の指標を目的関数として、燃焼設備１の制御パラメータに関する複数のパレート解を生成するパレート解生成部１４１と、パレート解生成部１４１により生成された複数のパレート解に対して階層分析法を用いることで、上記複数のパレート解のなかから１つ以上の選好解を決定する選好解決定部１４２と、を備える。このような構成によれば、制御装置１００によって燃焼設備１の制御パラメータを適切に決定することができ、燃焼設備１の運転の自動化を進めることができる。
【0117】
（２）第２態様の燃焼設備用システムは、（１）に記載の燃焼設備用システムにおいて、前記複数の指標は、一酸化炭素発生量、窒素酸化物発生量、酸素濃度変動、ガス温度変動、または蒸気流量変動のうち２つ以上に関する指標である。このような構成によれば、排ガスに含まれる成分または蒸気流量などに基づいて、燃焼設備１の制御パラメータを適切に決定することができる。
【0118】
（３）第３態様の燃焼設備用システムは、（１）または（２）に記載の燃焼設備用システムにおいて、上記制御パラメータは、被焼却物の含有水分、被焼却物のカロリー、被焼却物の供給量、被焼却物の搬送速度、燃焼空気の流量、燃焼空気の配分量、または燃焼空気の温度に関する１つ以上の制御パラメータである。このような構成によれば、燃焼設備１の制御パラメータとして、被焼却物の含有水分、被焼却物のカロリー、被焼却物の供給量、被焼却物の搬送速度、燃焼空気の流量、燃焼空気の配分量、または燃焼空気の温度を適切に調整することができる。これにより、燃焼設備１に関する制御の自動化を進めることができる。
【0119】
（４）第４態様の燃焼設備用システムは、（１）から（３）のうちいずれか１つに記載の燃焼設備用システムにおいて、選好解決定部１４２は、前記複数の指標に含まれる第１指標に関する値が所定の閾値以上である運転状況と、前記第１指標に関する値が前記閾値未満である運転状況とについて、それぞれ前記選好解を決定する。このような構成によれば、複数の運転状況に応じて、運転状況ごとに適した制御パラメータを適切に決定することができる。
【0120】
（５）第５態様の燃焼設備用システムは、（１）から（４）のいずれか１つに記載の燃焼設備用システムにおいて、季節変動に関する所定指標値を監視する監視部１２０と、監視部１２０により監視された上記所定指標値が閾値を超えて変化した場合に、上記モデルを同定し直すモデル同定部１３０とをさらに備える。このような構成によれば、外部環境に応じたモデルを用いて制御パラメータを適切に決定することができる。
【0121】
（６）第６態様の情報処理方法は、１つ以上のコンピュータが、燃焼設備１に関するモデルに基づき、燃焼状態に関する複数の指標を目的関数として、燃焼設備１の制御パラメータに関する複数のパレート解を生成し、生成した複数のパレート解に対して階層分析法を用いることで、上記複数のパレート解のなかから１つ以上の選好解を決定する、ことを含む。このような構成によれば、燃焼設備１の制御パラメータを適切に決定することができ、燃焼設備１の運転の自動化を進めることができる。
【符号の説明】
【0122】
１…燃焼設備
２…焼却炉
２１…ホッパ
２２…フィーダ
２３…押出装置
２４…水分計測器
３０…炉本体
４０…ストーカ
５０…風箱
６０…火炉
７０…送風機構
７１…送風機
７３…空気予熱器
７５…ダンパ
８１…放射温度センサ
８２…蒸気流量センサ
８３…ガスセンサ
１００…制御装置
１１０…情報取得部
１２０…監視部
１３０…モデル同定部
１３１…パレート解生成部
１３２…選好解決定部
１４０…制御パラメータ決定部
１４１…パレート解生成部
１４２…選好解決定部
１５０…制御部
１７０…応答曲面生成部
Ｇ…被焼却物
２…焼却炉
２１…ホッパ
２２…フィーダ
２３…押出装置
２４…水分計測器
３０…炉本体
４０…ストーカ
５０…風箱
６０…火炉
７０…送風機構
７１…送風機
７３…空気予熱器
７５…ダンパ
８１…放射温度センサ
８２…蒸気流量センサ
８３…ガスセンサ
１００…制御装置
１１０…情報取得部
１２０…監視部
１３０…モデル同定部
１３１…パレート解生成部
１３２…選好解決定部
１４０…制御パラメータ決定部
１４１…パレート解生成部
１４２…選好解決定部
１５０…制御部
１７０…応答曲面生成部
Ｇ…被焼却物
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【手続補正書】
【提出日】2023-10-10
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
燃焼設備に関するモデルに基づき、燃焼状態に関する複数の指標を目的関数として、前記燃焼設備の制御パラメータに関する複数のパレート解を生成するパレート解生成部と、
前記パレート解生成部により生成された前記複数のパレート解に対して階層分析法を用いることで、前記複数のパレート解のなかから１つ以上の選好解を決定する選好解決定部と、
を備え、
前記複数の指標は、第１指標と、前記第１指標とは異なる第２指標とを含み、
前記選好解決定部は、前記第２指標よりも前記第１指標を優先する第１運転状況と、前記第１指標よりも前記第２指標を優先する第２運転状況とにおいて、前記階層分析法における前記第１指標と前記第２指標との一対比較における優先度を異ならせ、前記第１運転状況と前記第２運転状況とについてそれぞれ前記選好解を決定する、
燃焼設備用システム。
前記パレート解生成部により生成された前記複数のパレート解に対して階層分析法を用いることで、前記複数のパレート解のなかから１つ以上の選好解を決定する選好解決定部と、
を備え、
前記複数の指標は、第１指標と、前記第１指標とは異なる第２指標とを含み、
前記選好解決定部は、前記第２指標よりも前記第１指標を優先する第１運転状況と、前記第１指標よりも前記第２指標を優先する第２運転状況とにおいて、前記階層分析法における前記第１指標と前記第２指標との一対比較における優先度を異ならせ、前記第１運転状況と前記第２運転状況とについてそれぞれ前記選好解を決定する、
燃焼設備用システム。
【請求項2】
前記複数の指標は、一酸化炭素発生量、窒素酸化物発生量、酸素濃度変動、ガス温度変動、または蒸気流量変動のうち２つ以上に関する指標である、
請求項１に記載の燃焼設備用システム。
請求項１に記載の燃焼設備用システム。
【請求項3】
前記制御パラメータは、被焼却物の含有水分、前記被焼却物のカロリー、前記被焼却物の供給量、前記被焼却物の搬送速度、燃焼空気の流量、前記燃焼空気の配分量、または前記燃焼空気の温度に関する１つ以上の制御パラメータである、
請求項１または請求項２に記載の燃焼設備用システム。
請求項１または請求項２に記載の燃焼設備用システム。
【請求項4】
季節変動に関する所定指標値を監視する監視部と、
前記監視部により監視された前記所定指標値が閾値を超えて変化した場合に、前記モデルを同定し直すモデル同定部と、
をさらに備えた、
請求項１または請求項２に記載の燃焼設備用システム。
前記監視部により監視された前記所定指標値が閾値を超えて変化した場合に、前記モデルを同定し直すモデル同定部と、
をさらに備えた、
請求項１または請求項２に記載の燃焼設備用システム。
【請求項5】
１つ以上のコンピュータが、
燃焼設備に関するモデルに基づき、燃焼状態に関する複数の指標を目的関数として、前記燃焼設備の制御パラメータに関する複数のパレート解を生成し、
生成した前記複数のパレート解に対して階層分析法を用いることで、前記複数のパレート解のなかから１つ以上の選好解を決定する、
ことを含み、
前記複数の指標は、第１指標と、前記第１指標とは異なる第２指標とを含み、
前記選好解を決定することは、前記第２指標よりも前記第１指標を優先する第１運転状況と、前記第１指標よりも前記第２指標を優先する第２運転状況とにおいて、前記階層分析法における前記第１指標と前記第２指標との一対比較における優先度を異ならせ、前記第１運転状況と前記第２運転状況とについてそれぞれ前記選好解を決定することを含む、
情報処理方法。
燃焼設備に関するモデルに基づき、燃焼状態に関する複数の指標を目的関数として、前記燃焼設備の制御パラメータに関する複数のパレート解を生成し、
生成した前記複数のパレート解に対して階層分析法を用いることで、前記複数のパレート解のなかから１つ以上の選好解を決定する、
ことを含み、
前記複数の指標は、第１指標と、前記第１指標とは異なる第２指標とを含み、
前記選好解を決定することは、前記第２指標よりも前記第１指標を優先する第１運転状況と、前記第１指標よりも前記第２指標を優先する第２運転状況とにおいて、前記階層分析法における前記第１指標と前記第２指標との一対比較における優先度を異ならせ、前記第１運転状況と前記第２運転状況とについてそれぞれ前記選好解を決定することを含む、
情報処理方法。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0006】
上記課題を解決するために、本開示に係る燃焼設備用システムは、燃焼設備に関するモデルに基づき、燃焼状態に関する複数の指標を目的関数として、前記燃焼設備の制御パラメータに関する複数のパレート解を生成するパレート解生成部と、前記パレート解生成部により生成された前記複数のパレート解に対して階層分析法を用いることで、前記複数のパレート解のなかから１つ以上の選好解を決定する選好解決定部と、を備える。前記複数の指標は、第１指標と、前記第１指標とは異なる第２指標とを含む。前記選好解決定部は、前記第２指標よりも前記第１指標を優先する第１運転状況と、前記第１指標よりも前記第２指標を優先する第２運転状況とにおいて、前記階層分析法における前記第１指標と前記第２指標との一対比較における優先度を異ならせ、前記第１運転状況と前記第２運転状況とについてそれぞれ前記選好解を決定する。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0007】
上記課題を解決するために、本開示に係る情報処理方法は、１つ以上のコンピュータが、燃焼設備に関するモデルに基づき、燃焼状態に関する複数の指標を目的関数として、前記燃焼設備の制御パラメータに関する複数のパレート解を生成し、生成した前記複数のパレート解に対して階層分析法を用いることで、前記複数のパレート解のなかから１つ以上の選好解を決定する、ことを含む。前記複数の指標は、第１指標と、前記第１指標とは異なる第２指標とを含む。前記選好解を決定することは、前記第２指標よりも前記第１指標を優先する第１運転状況と、前記第１指標よりも前記第２指標を優先する第２運転状況とにおいて、前記階層分析法における前記第１指標と前記第２指標との一対比較における優先度を異ならせ、前記第１運転状況と前記第２運転状況とについてそれぞれ前記選好解を決定することを含む。