(57)【要約】【課題】エアヒータで圧力損失が増大した場合に脱硝装置で触媒の交換等が必要なのか否かを判定するための情報を適切に提供する。【解決手段】プラントは、燃焼ガスにアンモニアを供給するアンモニア供給装置と、触媒を内包し、アンモニア供給装置によって供給されたアンモニアと燃焼ガスの窒素酸化物とを反応させる脱硝装置と、脱硝装置の後段に設けられるエアヒータとを備える。監視装置は、脱硝装置のアンモニアのリーク量を取得するリーク量取得部と、エアヒータの圧力差の時系列を取得する圧力差取得部と、アンモニアのリーク量とエアヒータの圧力差の時系列に基づく情報を出力する出力部とを備える。【選択図】図１
2020133504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼ガスにアンモニアを供給するアンモニア供給装置と、
触媒を内包し、前記アンモニア供給装置によって供給されたアンモニアと前記燃焼ガスの窒素酸化物とを反応させる脱硝装置と、
前記脱硝装置の後段に設けられるエアヒータと
を備えるプラントにおいて、
前記脱硝装置の監視を行う監視装置であって、
前記脱硝装置のアンモニアのリーク量を取得するリーク量取得部と、
前記エアヒータの圧力差を取得する圧力差取得部と、
前記アンモニアのリーク量と前記エアヒータの圧力差の時系列に基づく情報を出力する出力部と
を備える監視装置。
【請求項２】
前記出力部は、前記アンモニアのリーク量と前記エアヒータの圧力差の時系列に基づいて前記脱硝装置及び前記エアヒータの少なくとも一つの保守の提案を示す提案情報を出力する
請求項１に記載の監視装置。
【請求項３】
前記出力部は、前記エアヒータの圧力差が所定の基準値を超えて上昇した場合、前記アンモニアのリーク量が所定の閾値以上であるとき、前記エアヒータの保守の提案と前記触媒の交換の提案を含む前記提案情報を出力し、前記アンモニアのリーク量が所定の閾値以上でないとき、前記触媒の交換の提案を含まず、前記エアヒータの保守の提案を前記情報に含む前記提案情報を出力する
請求項２に記載の監視装置。
【請求項４】
前記リーク量取得部は、前記脱硝装置のアンモニアのリーク量の時系列を取得し、
前記出力部は、前記エアヒータの圧力差が所定の基準値を超えて上昇していない場合、前記アンモニアのリーク量の時系列に基づいて算出された前記触媒の交換時期の提案を含む前記提案情報を出力する
請求項２または請求項３に記載の監視装置。
【請求項５】
前記出力部は、前記アンモニアのリーク量と前記エアヒータの圧力差に基づいて、前記脱硝装置を制御する制御信号を出力する
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の監視装置。
【請求項６】
燃焼ガスにアンモニアを供給するアンモニア供給装置と、
触媒を内包し、前記アンモニア供給装置によって供給されたアンモニアと前記燃焼ガスの窒素酸化物とを反応させる脱硝装置と、
前記脱硝装置の後段に設けられるエアヒータと
を備えるプラントにおいて、
前記脱硝装置の監視を行う監視装置を用いた監視方法であって、
前記監視装置が、リーク量取得部と圧力差取得部と出力部を備え、
前記リーク量取得部によって、前記脱硝装置のアンモニアのリーク量を取得し、
前記圧力差取得部によって、前記エアヒータの圧力差の時系列を取得し、
前記出力部によって、前記アンモニアのリーク量と前記エアヒータの圧力差の時系列に基づく情報を出力する
監視方法。
【請求項７】
燃焼ガスにアンモニアを供給するアンモニア供給装置と、
触媒を内包し、前記アンモニア供給装置によって供給されたアンモニアと前記燃焼ガスの窒素酸化物とを反応させる脱硝装置と、
前記脱硝装置の後段に設けられるエアヒータと
を備えるプラントにおいて、
前記脱硝装置の監視を行うコンピュータを、
前記脱硝装置のアンモニアのリーク量を取得するリーク量取得部、
前記エアヒータの圧力差の時系列を取得する圧力差取得部、
前記アンモニアのリーク量と前記エアヒータの圧力差の時系列に基づく情報を出力する出力部
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視装置、監視方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ネットワークを介して、プラントメーカー側がプラントユーザー側に対して脱硝装置の運転を支援するための脱硝装置運転支援装置が開示されている。特許文献１に記載の技術によれば、脱硝装置運転支援装置は、脱硝装置の窒素酸化物（ＮＯｘ）値、アンモニア注入量、排ガス温度、圧力損失などの運転データを受信し、当該運転データを管理監視するこれにより、プラントメーカーは、脱硝装置の現場に足を運ばずに、すなわち、多大なコストと時間を費やさずに、運転データをリアルタイムに管理監視することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３１６０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、脱硝装置においては、脱硝装置出口からのアンモニアのリークが増加すると、排ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）と反応して硫酸水素アンモニウム（ＮＨ４ＨＳＯ４）が生成され、脱硝装置後段のエアヒータで熱交換エレメントに灰堆積する可能性がある。アンモニアのリークの増加は、触媒性能の低下、アンモニア注入量や注入バランスの変化等によって発生する。また、硫酸水素アンモニウムが生成され、エアヒータで熱交換エレメントに灰堆積等が発生した場合、エアヒータでは圧力損失が増大する。ただし、エアヒータでの圧力損失の増大は、硫酸水素アンモニウムに起因しない場合もある。しかしながら、特許文献１に記載の脱硝装置運転支援装置では、エアヒータで圧力損失が増大した場合に脱硝装置で触媒の交換等が必要なのか否かを判定するための情報の提供が十分ではない可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、エアヒータで圧力損失が増大した場合に脱硝装置で触媒の交換等が必要か否かを判定するための情報を適切に提供することができる監視装置、監視方法およびプログラム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】
本発明の第１の態様によれば、監視装置は、燃焼ガスにアンモニアを供給するアンモニア供給装置と、触媒を内包し、前記アンモニア供給装置によって供給されたアンモニアと前記燃焼ガスの窒素酸化物とを反応させる脱硝装置と、前記脱硝装置の後段に設けられるエアヒータとを備えるプラントにおいて、前記脱硝装置の監視を行う監視装置であって、前記脱硝装置のアンモニアのリーク量を取得するリーク量取得部と、前記エアヒータの圧力差の時系列を取得する圧力差取得部と、前記アンモニアのリーク量と前記エアヒータの圧力差の時系列に基づく情報を出力する出力部とを備える。
【０００７】
本発明の第２の態様によれば、第１の態様に係る監視装置において、前記出力部は、前記アンモニアのリーク量の時系列と前記エアヒータの圧力差の時系列に基づいて前記脱硝装置の保守の提案を示す提案情報を出力するものであってよい。
【０００８】
本発明の第３の態様によれば、第２の態様に係る監視装置において、前記出力部は、前記エアヒータの圧力差が所定の基準値を超えて上昇した場合、前記アンモニアのリーク量が所定の閾値以上であるとき、前記エアヒータの保守の提案と前記触媒の交換の提案を含む前記提案情報を出力し、前記アンモニアのリーク量が所定の閾値以上でないとき、前記触媒の交換の提案を含まず、前記エアヒータの保守の提案を前記情報に含む前記提案情報を出力するものであってよい。
【０００９】
本発明の第４の態様によれば、請求項１または２に記載の監視装置は、前記出力部は、前記エアヒータの圧力差が所定の基準値を超えて上昇していない場合、前記アンモニアのリーク量に基づいて算出された前記触媒の交換時期の提案を含む前記提案情報を出力する。
【００１０】
本発明の第５の態様によれば、第１から第４の何れかの態様に係る監視装置において、前記出力部は、前記アンモニアのリーク量の時系列と前記エアヒータの圧力差の時系列に基づいて、前記脱硝装置を制御する制御信号を出力するものであってよい。
【００１１】
本発明の第６の態様によれば、監視方法は、燃焼ガスにアンモニアを供給するアンモニア供給装置と、触媒を内包し、前記アンモニア供給装置によって供給されたアンモニアと前記燃焼ガスの窒素酸化物とを反応させる脱硝装置と、前記脱硝装置の後段に設けられるエアヒータとを備えるプラントにおいて、前記脱硝装置の監視を行う監視装置を用いた監視方法であって、前記監視装置が、リーク量取得部と圧力差取得部と出力部を備え、前記リーク量取得部によって、前記脱硝装置のアンモニアのリーク量の時系列を取得し、前記圧力差取得部によって、前記エアヒータの圧力差の時系列を取得し、前記出力部によって、前記アンモニアのリーク量の時系列と前記エアヒータの圧力差の時系列に基づく情報を出力する。
【００１２】
本発明の第７の態様によれば、プログラムは、燃焼ガスにアンモニアを供給するアンモニア供給装置と、触媒を内包し、前記アンモニア供給装置によって供給されたアンモニアと前記燃焼ガスの窒素酸化物とを反応させる脱硝装置と、前記脱硝装置の後段に設けられるエアヒータとを備えるプラントにおいて、前記脱硝装置の監視を行うコンピュータを、前記脱硝装置のアンモニアのリーク量の時系列を取得するリーク量取得部、前記エアヒータの圧力差の時系列を取得する圧力差取得部、前記アンモニアのリーク量の時系列と前記エアヒータの圧力差の時系列に基づく情報を出力する出力部として機能させる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の少なくとも１つの態様によれば、エアヒータで圧力損失が増大した場合に脱硝装置で触媒の交換等が必要なのか否かを判定するための情報を適切に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態に係る監視装置の構成例を説明するための模式図である。
【図２】第１の実施形態に係る監視装置の動作例を示すフローチャートである。
【図３】第１の実施形態に係る出力部の出力例を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係る出力部の出力例を示す図である。
【図５】第１の実施形態に係る出力部の出力例を示す図である。
【図６】第１の実施形態に係る出力部の出力例を示す図である。
【図７】第１の実施形態に係る出力部の出力例を示す図である。
【図８】第１の実施形態に係る出力部の出力例を示す図である。
【図９】少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成例を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
〈第１の実施形態〉
以下、図面を参照して第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態に係る監視装置３００およびプラント１の構成例を説明するための模式図である。
【００１６】
プラント１は、石炭焚きボイラ１０、給炭機２０、送風機３０、空気ダクト４０、エアヒータ５０、ガスダクト６０、煤塵処理／脱硫装置７０、誘引送風機８０、煙突９０を備える。
【００１７】
《プラント１の構成》
石炭焚きボイラ１０は、給炭機２０から供給される粉砕された石炭（微粉炭）および送風機３０によって供給される燃焼用空気を用いて着火させ、燃焼ガスを発生させる。
給炭機２０は、微粉炭を、搬送用空気に乗せて石炭焚きボイラ１０の火炉１１に吹き込む。以下、微粉炭と搬送用空気とが混合した気体を微粉燃料混合気ともよぶ。
送風機３０は、燃焼用空気を押し込み、空気ダクト４０を介して石炭焚きボイラ１０の火炉１１に吹き込む。
【００１８】
空気ダクト４０は、送風機３０から石炭焚きボイラ１０の火炉１１へ燃焼用空気を搬送するためのダクトである。すなわち空気ダクト４０は送風機３０と石炭焚きボイラ１０との間に設けられるダクトである。
エアヒータ５０は、石炭焚きボイラ１０の煙道１３の後段に設けられ、空気ダクト４０を流れる空気と、煙道１３から供給される燃焼ガスとの間で熱交換を行い、燃焼用空気を昇温する。
【００１９】
ガスダクト６０は、エアヒータ５０の後段に設けられ、エアヒータ５０によって熱交換された燃焼ガスを、排ガスとして煙突９０へ搬送するためのダクトである。すなわち、ガスダクト６０は、エアヒータ５０と煙突９０との間に設けられるダクトである。
煤塵処理／脱硫装置７０は、ガスダクト６０を通る排ガスに含まれる煤塵および硫黄酸化物を除去する。煤塵処理／脱硫装置７０の例としては、電気集塵機および脱硫装置が挙げられる。
誘引送風機８０は、煤塵処理／脱硫装置７０で処理された排ガスを煙突９０へ送風する。
【００２０】
《石炭焚きボイラ１０の構成》
石炭焚きボイラ１０は、例えば、汽力発電プラントであって、火炉１１、燃焼装置１２、煙道１３を備える。
燃焼装置１２は、火炉１１を構成する火炉壁の鉛直下部側に設けられていて、複数の燃焼バーナを有している。燃焼装置１２は、火炉１１に吹き込まれた微粉燃料混合気および燃焼用空気が着火することで、燃焼ガスを発生させる。
煙道１３は、火炉１１の上部に連結されている。煙道１３は、燃焼装置１２によって発生した燃焼ガスが通る管である。煙道１３には、燃焼ガスの熱を回収するための熱交換器として、図示しない過熱器、再熱器、節炭器等が設けられており、火炉１１を構成する火炉壁の伝熱管と共に、火炉１１での燃焼で発生した燃焼ガスと給水との間で熱交換が行われる。給水の蒸発によって発生した蒸気は、図示しない蒸気タービンに供給して蒸気タービンを回転駆動させ、蒸気タービンの回転軸に連結した図示しない発電機を回転駆動して発電する。また、煙道１３には、還元剤供給装置１４および脱硝装置１５が設けられる。
【００２１】
還元剤供給装置１４は、燃焼ガスに含まれる窒素酸化物を還元するための還元剤であるアンモニアを、燃焼ガスに供給する。すなわち、還元剤供給装置１４はアンモニア供給装置の一例である。本実施形態において還元剤としてのアンモニアは、アンモニア水、気体のアンモニア、尿素水等を含む。還元剤供給装置１４は、アンモニア注入ノズル１４１を備え、アンモニア注入ノズル１４１から、煙道１３内における流路全面に下流側に向けてアンモニアを供給して排ガス中に噴出することで、アンモニアを流路内に流れる排ガスの全体にわたって拡散し混入する。
【００２２】
脱硝装置１５は、還元剤供給装置１４の後段に設けられ、還元剤供給装置１４によって供給されたアンモニアと燃焼ガスの窒素酸化物とを反応させることで、燃焼ガスから窒素酸化物を除去する。脱硝装置１５は、選択還元型触媒１５１を内包する。選択還元型触媒１５１は、アンモニアが供給された燃焼ガス中に存在する窒素酸化物とアンモニアとの反応を促進させる。なお、脱硝装置１５は、エアヒータ５０の前段に設けられる。換言すると、エアヒータ５０は脱硝装置１５の後段に設けられる。
【００２３】
《プラント１の制御系》
プラント１は、プラント１内の各部の状態を示す情報を収集するための収集装置１００を備える。収集装置１００は、プラント１内の複数の箇所に設けられている図示しない複数のセンサから、各箇所におけるガス量、ガス温度、ガス圧力、ガス成分濃度等の検知結果を取得する。収集装置１００は、取得した検知結果、または検知結果に基づく算出結果を表すデータをクラウドＣ上のデータベースＣ１に記憶する。以下、検知結果または算出結果を表すデータを総称して運転データという。本実施形態において、収集装置１００は、例えば、脱硝装置１５のガス量、温度、入口および出口の各窒素酸化物（ＮＯｘ）濃度、入口および出口の各ガス圧力、エアヒータ５０の入口および出口の各ガス圧力、アンモニアの注入量、アンモニアのリーク量等に係る運転データを、所定の周期でデータベースＣ１に記憶する。
【００２４】
なお、クラウドＣは、プラント１の外部に構成されたサーバ群であって、インターネット等のネットワークを介して利用することができる。クラウドＣのデータベースＣ１は、複数のデータを蓄積したファイルと、ファイルを処理するソフトウェアであるデータベース管理システムとを含む。
【００２５】
《プラント１外の構成》
プラント１の外部には、クラウドＣ、プラント１の外部のユーザがプラント１の状態を視認するためのユーザ端末２００、およびプラント１の脱硝装置１５を監視するための監視装置３００が設けられる。クラウドＣには、例えば収集装置１００のオペレータと監視装置３００のオペレータまたはユーザ端末２００の利用者間で相互に通信する機能が設けられていてもよい。また、本実施形態に係る監視装置３００は、クラウドＣ上に設けられる。なお、他の実施形態に係る監視装置３００は、クラウドＣ上に設けられるものでなくてもよい。
ユーザ端末２００および監視装置３００は、例えば、発電所の本店や、脱硝装置１５のＯＥＭ（Original Equipment Manufacturer）メーカーに設けられてよい。他方、ユーザ端末２００および監視装置３００は、プラント１内に設けられていてもよい。すなわち、プラント１のオペレータがユーザ端末２００および監視装置３００を操作してもよい。
【００２６】
ユーザ端末２００は、スマートフォン、タブレット端末、パーソナルコンピュータ等のコンピュータであり、例えば、ウェブブラウザ、所定のアプリケーションプログラムや、スマートフォン向けのアプリを利用して、データベースＣ１から所定のデータを取得し、表示する。
【００２７】
《監視装置３００の構成》
監視装置３００は、脱硝装置１５の監視を行う。監視装置３００は、コンピュータとその周辺装置から構成され、所定のプログラムを実行することで、演算部３０１、リーク量取得部３０２、圧力差取得部３０３、出力部３０４、および記憶部３０５として機能する。
【００２８】
リーク量取得部３０２は、脱硝装置１５のアンモニアのリーク量の時系列データを取得する。例えば、リーク量取得部３０２は、データベースＣ１から脱硝装置１５のアンモニアのリーク量を示す時系列のデータを取得する。また例えば、リーク量取得部３０２は、例えば、脱硝装置１５のガス量、温度、出入口ＮＯｘ濃度、ガス圧力の時系列と脱硝装置１５の仕様、性能等を表す基本データをデータベースＣ１から取得し、取得したデータに基づいて脱硝装置１５のアンモニアのリーク量を推算してもよい。
【００２９】
圧力差取得部３０３は、エアヒータ５０の圧力差（圧力損失、圧損ともいう。）の時系列を取得する。例えば、圧力差取得部３０３は、データベースＣ１からエアヒータ５０の圧力差の時系列を取得する。また例えば、圧力差取得部３０３は、データベースＣ１からエアヒータ５０の入口ガス圧力の時系列と出口ガス圧力の時系列を取得して圧力差を算出してもよい。
【００３０】
出力部３０４は、リーク量取得部３０２が取得したアンモニアのリーク量の時系列と圧力差取得部３０３が取得したエアヒータ５０の圧力差の時系列に基づく情報を出力する。出力部３０４は、例えば、リーク量取得部３０２が取得したアンモニアのリーク量の時系列と圧力差取得部３０３が取得したエアヒータ５０の圧力差の時系列に基づくグラフを作成してデータベースＣ１に記録する。また例えば、出力部３０４は、アンモニアのリーク量およびエアヒータ５０の圧力差の時系列に基づく選択還元型触媒１５１の交換時期、交換の要否、エアヒータ５０に対する保守の要否の判定結果等を表すデータをデータベースＣ１に記録してもよい。また例えば、出力部３０４は、上記のデータの表示情報を、監視装置３００が備える表示装置に出力してもよい。
【００３１】
記憶部３０５は、演算部３０１、リーク量取得部３０２、圧力差取得部３０３、および出力部３０４が処理で用いたデータや処理結果を示すデータを記憶する。
【００３２】
《監視装置３００の動作》
ここで、第１の実施形態に係るクラウド上にある監視装置３００の動作例について説明する。
図２は、監視装置３００を用いた脱硝装置１５の監視ルーチンを示すフローチャートである。なお、図２に示す処理の一部は、オペレータによって実行されてもよい。
【００３３】
まず、監視装置３００の演算部３０１が、データベースＣ１から所定の運転データを取得し、脱硝装置１５に異常が発生しているか否かを判定する（ステップＳ１０１）。演算部３０１は、ステップＳ１０１の判定を所定の時間ごとに実行する。ステップＳ１０１において、演算部３０１は、例えば、脱硝装置１５の運転データが正常範囲外にある場合に異常が発生していると判定する。
【００３４】
脱硝装置１５に異常が発生したと判定した場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、出力部３０４は、監視装置３００のオペレータに対して異常要因の調査を指示する情報を表示する（ステップＳ１０２）。監視装置３００のオペレータは、表示された情報に基づいて異常要因を調査し、異常に対する対応方針を決定する。監視装置３００のオペレータは、プラント１のオペレータに異常要因を調査させ、調査結果を受けて対応方針を決定してもよい。次に、監視装置３００のオペレータは、プラント１のオペレータに対して決定した対応方針に基づく対応を指示する（ステップＳ１０３）。プラント１のオペレータへの指示は、例えばユーザ端末２００への情報の送信によって行われる。監視装置３００のオペレータは、指示した対応によって問題が解決したか否かを判断する（ステップＳ１０４）。問題が解決した場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、監視装置３００は処理をステップＳ１０１に戻し、異常の有無の監視を継続する。他方、問題が解決していない場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、監視装置３００のオペレータは、発電負荷制限またはプラント停止を行う（ステップＳ１０５）。
【００３５】
その後、監視装置３００のオペレータおよびプラント１のオペレータは、異常要因の調査と対策を行い（ステップＳ１０６）、プラントを再稼働させ、または発電負荷制限を解除する。その後、監視装置３００は、処理をステップＳ１０１に戻す。
【００３６】
一方、異常が発生していない場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、監視装置３００の圧力差取得部３０３は、データベースＣ１からエアヒータ５０の圧力差の時系列を取得し、演算部３０１は、エアヒータ５０の圧力差が所定の基準値を超えて上昇しているか否かを判定する（ステップＳ１０８）。エアヒータ５０の圧力差が所定の基準値を超えて上昇していない場合（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、リーク量取得部３０２は、所定時間後の脱硝装置１５のアンモニアのリーク量を推算し、演算部３０１は、推算されたアンモニアのリーク量に基づいて触媒余命診断を行う（ステップＳ１０９）。例えば、リーク量取得部３０２は、過去のアンモニアのリーク量の時系列から将来の値を近似曲線を用いて推定する。次に、出力部３０４は、図３（ａ）に示す出力データをデータベースＣ１へ記憶する（ステップＳ１１０）。
図３（ａ）は、ステップＳ１１０で出力部３０４が出力するデータの出力例１０４１を示す模式図である。出力例１０４１には、選択還元型触媒１５１の交換時期が「○○時間」であることを示す情報が含まれている。なお、ステップＳ１１０で出力部３０４は、出力例１０４１を示すデータとともに、図４〜図８に示すグラフを表示するためのデータをデータベースＣ１へ記憶し、ユーザ端末２００から閲覧できるようにしてもよい。図４〜図８は、出力部３０４が出力したデータの出力例１０４５〜１０４９を示す。監視装置３００のオペレータやプラント１のオペレータは、例えば、出力例１０４１のように交換時期の提案があった場合、出力例１０４５〜１０４９を確認し、例えば提案された交換時期について検討することができる。
【００３７】
なお、図４は、アンモニア（ＮＨ３）と窒素酸化物ＮＯｘのモル比と脱硝率との関係を表す出力例１０４５を示す。この場合、出力例１０４５は、脱硝率の実際の値と、直線近似した場合の近似直線と、正常または異常の判定の基準となる閾値を示す１対の破線の直線（１対の直線内の範囲が正常を示す）を含んでいる。また、図５は、運転時間と脱硝装置１５の入口窒素酸化物ＮＯｘの濃度との関係を表す出力例１０４６を示す。この場合、出力例１０４６は、入口窒素酸化物ＮＯｘの濃度の値と、正常または異常の判定の基準となる閾値を示す１対の破線の直線（１対の直線内の範囲が正常を示す）を含んでいる。また、図６は、運転時間と脱硝装置１５の出口窒素酸化物ＮＯｘの濃度との関係を表す出力例１０４７を示す。この場合、出力例１０４７は、出口窒素酸化物ＮＯｘの濃度の値と、正常または異常の判定の基準となる閾値を示す１対の破線の直線（１対の直線内の範囲が正常を示す）を含んでいる。また、図７は、運転時間と脱硝装置１５のアンモニアのリーク量との関係を表す出力例１０４８を示す。この場合、出力例１０４８は、アンモニアのリーク量の値と、正常または異常の判定の基準となる閾値を示す太線の破線の直線（直線以下が正常を示す）と、将来の予想線（細線の破線の曲線）を含んでいる。また、図８は、運転時間とエアヒータ５０の圧力差との関係を表す出力例１０４９を示す。この場合、出力例１０４９は、エアヒータ５０の圧力差の値と、正常または異常の判定の基準となる閾値を示す破線の直線（直線以下が正常を示す）を含んでいる。
【００３８】
他方、エアヒータ５０の圧力差が所定の基準値を超えて上昇していた場合（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、出力部３０４は、監視装置３００のオペレータに対して異常要因の調査を指示する情報を表示する（ステップＳ１１１）。監視装置３００のオペレータは、表示された情報に基づいて異常要因を調査し、異常に対する対応方針を決定する。監視装置３００のオペレータは、プラント１のオペレータに異常要因を調査させ、調査結果を受けて対応方針を決定してもよい。次に、監視装置３００のオペレータは、プラント１のオペレータに対して調査結果に基づく対応を指示する（ステップＳ１１２）。次に、演算部３０１は、問題が解決したか否かの入力を監視装置３００のオペレータに対して求める（ステップＳ１１３）。ステップＳ１１３で問題解決となる場合としては、例えば検知器や通信系になんらかのエラーが発生して、エアヒータ５０の圧力差が上昇したとの誤ったデータが発生した場合等である。
問題が解決した旨の入力を受け付けた場合（ステップＳ１１３：Ｙｅｓ）、監視装置３００は処理をステップＳ１０１に戻す。
【００３９】
他方、問題が解決していない旨の入力を受け付けた場合（ステップＳ１１３：Ｎｏ）、リーク量取得部３０２は、脱硝装置１５のアンモニアのリーク量の時系列を取得する（ステップＳ１１４）。次に、演算部３０１は、アンモニアのリーク量が所定の閾値（例えば３ｐｐｍ）以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１５）。アンモニアのリーク量が所定の閾値以上である場合（ステップＳ１１５：Ｙｅｓ）、出力部３０４は、図３（ｂ）に示す出力データをデータベースＣ１へ記憶する（ステップＳ１１６）。ステップＳ１１６の処理の後、監視装置３００は、処理をステップＳ１０１に戻す。図３（ｂ）は、ステップＳ１１６で出力部３０４が出力するデータの出力例１０４２を示す模式図である。この場合、出力例１０４２には、選択還元型触媒１５１について、交換およびエアヒータ５０の水洗の提案を示す情報が含まれている。
【００４０】
エアヒータ５０の圧力差が所定の基準値を超えて上昇し（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、かつ、アンモニアのリーク量が所定の閾値以上である場合（ステップＳ１１５：Ｙｅｓ）、エアヒータ５０の圧力差が上昇した原因が選択還元型触媒１５１の性能低下である可能性が高い。したがって、この場合、出力部３０４は、選択還元型触媒１５１の交換とエアヒータ５０の水洗とを行うことが適切である。なお、ステップＳ１１６で出力部３０４は、出力例１０４２を示すデータとともに、図４〜図８に示すグラフを表示するためのデータをデータベースＣ１へ記憶し、ユーザ端末２００から閲覧できるようにしてもよい。
【００４１】
他方、アンモニアのリーク量が所定の閾値以上でない場合（ステップＳ１１５：Ｎｏ）、出力部３０４は、図３（ｃ）に示す出力データをデータベースＣ１に記録する（ステップＳ１１７）。ステップＳ１１７の処理の後、監視装置３００は、処理をステップＳ１０１に戻す。図３（ｃ）は、ステップＳ１１７で出力部３０４が出力するデータの出力例１０４３を示す模式図である。この場合、出力例１０４３には、選択還元型触媒１５１について、エアヒータ５０の水洗の提案を示す情報が含まれている。出力例１０４３には、選択還元型触媒１５１の交換を提案する情報は含まれない。
【００４２】
エアヒータ５０の圧力差が所定の基準値を超えて上昇し（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、かつ、アンモニアのリーク量が所定の閾値未満である場合（ステップＳ１１５：Ｎｏ）、エアヒータ５０の圧力差が上昇した原因が選択還元型触媒１５１ではない可能性がある。したがって、この場合の提案内容としては、エアヒータ５０の水洗とすることが適切である。なお、ステップＳ１１７で出力部３０４は、出力例１０４３を示すデータとともに、図４〜図８に示すグラフを表示するためのデータをデータベースＣ１へ記憶し、ユーザ端末２００から閲覧できるようにしてもよい。なお、このようにエアヒータ５０の圧力差が高い一方で、アンモニアのリーク量が低い場合、アンモニア注入ノズル１４１におけるアンモニアの供給バランスが適切でないことが原因である可能性もある。すなわち、脱硝装置１５に供給される燃焼ガス内のアンモニアの分布が均一でないことにより、選択還元型触媒１５１の一部でアンモニアを消費しきれず、リークが生じた可能性がある。この場合、脱硝装置１５からリークするアンモニアの総量は少ない一方で、部分的にリークしたアンモニアがエアヒータ５０において硫黄酸化物と反応することで、エアヒータ５０に圧力差が生じる。そのため、オペレータは、エアヒータ５０の水洗に加え、アンモニア注入ノズル１４１のバランスを検査することが好ましい。したがって、出力部３０４は、エアヒータ５０の水洗に加え、アンモニア注入ノズル１４１のバランスの検査を提案内容に含む出力データをデータベースＣ１に記録してもよい。
【００４３】
以上のように、本実施形態の監視装置３００は、燃焼ガスにアンモニアを供給する還元剤供給装置１４と、選択還元型触媒１５１を内包し、還元剤供給装置１４によって供給されたアンモニアと燃焼ガスの窒素酸化物とを反応させる脱硝装置１５と、脱硝装置１５の後段に設けられるエアヒータ５０とを備えるプラント１において、脱硝装置１５の監視を行う監視装置であって、脱硝装置１５のアンモニアのリーク量の時系列を取得するリーク量取得部３０２と、エアヒータ５０の圧力差の時系列を取得する圧力差取得部３０３と、アンモニアのリーク量の時系列とエアヒータ５０の圧力差の時系列に基づく情報を出力する出力部３０４とを備える。
アンモニアがリークし、後段のエアヒータ５０に到達すると、リークしたアンモニアはエアヒータ５０において三酸化硫黄と反応し、硫酸水素アンモニウムを生じる。これが起点となり灰堆積して、エアヒータ５０において圧力損失の上昇が生じることとなる。すなわち、オペレータは、エアヒータ５０における圧力損失の変化と、アンモニアのリーク量の変化とを比較することで、脱硝装置１５について適切な処置を判断することができる。つまり、本実施形態に係る監視装置３００は、脱硝装置１５において選択還元型触媒１５１の交換等が必要なのか否かを判定するための情報を適切に提供することができる。
【００４４】
また、本実施形態によれば、脱硝装置１５の運転データはクラウドＣにアップロードされる。そのため、発電所の現場のオペレータ以外にも、例えば、発電所の本店や、脱硝装置１５のＯＥＭメーカーでも運転監視することができる。この場合、本店やＯＥＭメーカーは、クラウドＣにアップロードされた運転データを用いて個別に脱硝装置１５の運転の異常を検知し、または異常要因を調査することで、対応策を発電所の現場に指示することができる。また、本店やＯＥＭメーカーは、脱硝装置１５が正常に運用されている場合、実際の運転条件に基づき、アンモニアのリークの推算を行い、エアヒータ５０の圧損上昇状況に合わせて、触媒交換タイミングを提案することができる。したがって、脱硝装置１５の運転異常の際、発電所の現場のみでの対応ではなく、例えば、脱硝装置１５のＯＥＭメーカーが遠隔監視にてトラブル要因調査を行い、早期トラブル対応が可能である。また、脱硝装置１５の正常運転が確認されたら、実運転条件を用いて、選択還元型触媒１５１の余寿命予測を行い、エアヒータ５０の圧損上昇状況と合わせて、適切に、かつより精度の高い触媒交換タイミングを推奨できる。
【００４５】
なお、他の実施形態においては、監視装置３００は、図４〜図８に示すグラフに代えて、例えば以下のような関係を示すグラフ（関係図）を用いても、オペレータに脱硝装置１５において選択還元型触媒１５１の交換等が必要なのか否かを判定するための情報を適切に提供することができる。すなわち、監視装置３００は、ＮＯｘ低減量とＮＨ３供給量の関係を示す図、理論ＮＨ３消費量とＮＨ３供給量の関係を示す図、ＭＴ（マハラノビスタグチ）法によって脱硝装置の運転異常判定の関係を示す図等を出力してもよい。なお、ＭＴ法は、ユークリッド距離などの一般的な距離とは異なり、“変数間の相関関係を考慮した距離”であり、単位空間との相違の度合いを定量化したものである。
【００４６】
また、上述の実施形態に係る監視装置３００は、データベースＣ１にアンモニアのリーク量の時系列とエアヒータ５０の圧力差の時系列に基づく情報を記録するが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る監視装置３００は、データベースＣ１にアンモニアのリーク量の時系列とエアヒータ５０の圧力差の時系列に基づいて、プラント１を制御してもよい。具体的には、監視装置３００は、エアヒータ５０の圧力差が所定の基準値を超えて上昇し（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、かつ、アンモニアのリーク量が所定の閾値以上でない場合（ステップＳ１１５：Ｎｏ）、エアヒータ５０の圧力差が上昇した場合に、アンモニア注入ノズル１４１におけるアンモニアの供給バランスを変更する制御信号を出力してもよい。
【００４７】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して説明してきたが、具体的な構成は上記実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００４８】
《コンピュータ構成》
図９は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ９００は、プロセッサ９１０、メインメモリ９２０、ストレージ９３０、インタフェース９４０を備える。
上述の監視装置３００、収集装置１００およびユーザ端末２００は、コンピュータ９００に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ９３０に記憶されている。プロセッサ９１０は、プログラムをストレージ９３０から読み出してメインメモリ９２０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９１０は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域をメインメモリ９２０に確保する。
【００４９】
プログラムは、コンピュータ９００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９３０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。なお、他の実施形態においては、コンピュータ９００は、上記構成に加えて、また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９１０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。
【００５０】
ストレージ９３０の例としては、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disc Read Only Memory）、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ９３０は、コンピュータ９００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、インタフェース９４０または通信回線を介してコンピュータ９００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９００に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９００が当該プログラムをメインメモリ９２０に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも１つの実施形態において、ストレージ９３０は、一時的でない有形の記憶媒体である。
【符号の説明】
【００５１】
１  プラント
１０  石炭焚きボイラ
１１  火炉
１２  燃焼装置
１３  煙道
１４  還元剤供給装置
１４１  アンモニア注入ノズル
１５  脱硝装置
１５１  選択還元型触媒
２０  給炭機
３０  送風機
４０  空気ダクト
５０  エアヒータ
６０  ガスダクト
７０  煤塵処理／脱硫装置
８０  誘引送風機
９０  煙突
１００  収集装置
２００  ユーザ端末
３００  監視装置
３０１  演算部
３０２  リーク量取得部
３０３  圧力差取得部
３０４  出力部
３０５  記憶部
Ｃ  クラウド
Ｃ１  データベース
【図１】
2020133504.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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