【手続補正書】
【提出日】令和1年11月21日(2019.11.21)
【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】
燃料を燃焼するボイラの入力パラメータと前記燃料の燃焼により発生する灰中未燃分を含むプロセス値との関係を示すモデルを作成するモデル作成方法であって、
前記ボイラの仕様に関係する物理パラメータ又は前記燃料の性状に関係する燃料パラメータのうち少なくとも一方を含む前記ボイラの運転データと、前記ボイラの燃焼領域の画像データとを読み込む読込ステップと、
前記画像データの特徴量を抽出する抽出ステップと、
前記物理パラメータ又は前記燃料パラメータのうち前記少なくとも一方と、前記画像データの前記特徴量とを前記入力パラメータとして前記モデルを作成するモデル作成ステップと、
を備える、モデル作成方法。
【請求項２】
前記画像データは、動画像または静止画像の少なくとも一方が撮像可能な撮像装置によって前記燃焼領域を上から撮影して取得された、請求項１に記載のモデル作成方法。
【請求項３】
前記抽出ステップでは、前記画像データの特徴量として、前記燃焼領域の形、大きさ、色、濃淡、輝度、温度、波長のいずれかに係る情報またはその変化量を抽出する、請求項１又は２に記載のモデル作成方法。
【請求項４】
前記モデル作成ステップでは、前記ボイラの排気ガス成分に係る指標または前記ボイラの排出物に係る指標を前記プロセス値として前記モデルを作成する、請求項１乃至３の何れか１項に記載のモデル作成方法。
【請求項５】
前記読込ステップでは、前記ボイラの構造、性能又は設計条件の少なくとも一つに係るパラメータを前記物理パラメータとして読み込み、
前記モデル作成ステップでは、前記ボイラの構造、性能又は設計条件の前記少なくとも一つと前記画像データの前記特徴量とを前記入力パラメータとして前記モデルを作成する、請求項１乃至４の何れか１項に記載のモデル作成方法。
【請求項６】
前記読込ステップでは、燃料の調整、燃焼、環境負荷又は水分の少なくとも一つに係るパラメータを前記燃料パラメータとして読み込み、
前記モデル作成ステップでは、燃料の調整、燃焼、環境負荷又は水分の少なくとも一つに係るパラメータと前記画像データの前記特徴量とを前記入力パラメータとして前記モデルを作成する、請求項１乃至５の何れか１項に記載のモデル作成方法。
【請求項７】
燃料を燃焼するボイラの入力パラメータと前記燃料の燃焼により発生する灰中未燃分を含むプロセス値との関係を示すモデルを用いるボイラの運転支援方法であって、
前記ボイラの仕様に関係する物理パラメータ又は前記燃料の性状に関係する燃料パラメータのうち少なくとも一方を含む前記ボイラの運転データと、前記ボイラの燃焼領域の画像データとを読み込むデータ読込ステップと、
前記画像データの特徴量を抽出する抽出ステップと、
前記物理パラメータ又は前記燃料パラメータのうち前記少なくとも一方と、前記画像データの前記特徴量とを前記入力パラメータとした前記モデルを読み込むモデル読込ステップと、
前記ボイラの運転データと、前記ボイラの燃焼領域の画像データと、前記モデルとを用いて前記プロセス値を算出するシミュレーションステップと、
前記プロセス値が所定条件を満たすように、前記ボイラの運転指示値を算出する運転指示ステップをさらに備える、ボイラの運転支援方法。
【請求項８】
燃料を燃焼するボイラの入力パラメータと前記燃料の燃焼により発生する灰中未燃分を含むプロセス値との関係を示すモデルを作成するモデル作成装置であって、
前記ボイラの仕様に関係する物理パラメータ又は前記燃料の性状に関係する燃料パラメータのうち少なくとも一方を含む前記ボイラの運転データと、前記ボイラの燃焼領域の画像データとを取得するよう構成されたデータ取得部と、
前記データ取得部によって取得された前記画像データの特徴量を抽出するよう構成されたデータ抽出変換部と、
前記物理パラメータ又は前記燃料パラメータのうち少なくとも一方と、前記画像データの前記特徴量とを前記入力パラメータとして前記モデルを作成するよう構成されたモデル作成部と、
を備えるモデル作成装置。
【請求項９】
燃料を燃焼するボイラの入力パラメータと前記燃料の燃焼により発生する灰中未燃分を含むプロセス値との関係を示すモデルを用いるボイラの運転支援装置であって、
前記ボイラの仕様に関係する物理パラメータ又は前記燃料の性状に関係する燃料パラメータのうち少なくとも一方を含む前記ボイラの運転データと、前記ボイラの燃焼領域の画像データとを取得するよう構成されたデータ取得部と、
前記データ取得部によって取得された前記画像データの特徴量を抽出するよう構成されたデータ抽出変換部と、
前記物理パラメータ又は前記燃料パラメータのうち少なくとも一方と、前記画像データの前記特徴量とを前記入力パラメータとした前記モデルを記憶するモデルデータベースと、
前記ボイラの運転データと、前記ボイラの燃焼領域の画像データと、前記モデルデータベースに記憶された前記モデルとを用いて前記プロセス値を算出するシミュレーション部と、
前記プロセス値が所定条件を満たすように、最適な入力パラメータのセットをもとめるよう構成された最適化部と、
前記最適化部によって求めた前記最適な入力パラメータのセットから前記ボイラの運転指示値を算出する運転指示部と、
を備える、ボイラの運転支援装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のボイラの運転支援装置を含む複数のローカル支援システムと、
前記ローカル支援システムとネットワークを介して通信可能な遠隔支援システムとを備えるボイラの運転支援システムであって、
前記ローカル支援システムは、
前記運転データ、前記画像データ及び前記モデルの更新結果を前記遠隔支援システムへ送信するよう構成されるとともに、前記遠隔支援システムから送信された他のローカル支援システムにおける前記運転データ、前記画像データ及び前記モデルの更新結果を受信するよう構成された第一送受信部を含み、
前記遠隔支援システムは、
それぞれの前記ローカル支援システムから送信された前記運転データ、前記画像データ及び前記モデルの更新結果を受信するよう構成されるとともに、該更新結果を他のすべての前記ローカル支援システムへ前記運転データ、前記画像データ及び前記モデルの更新結果として送信するよう構成された第二送受信部を含む、ボイラの運転支援システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
（１０）本発明の少なくとも一実施形態に係るプラントの運転支援システムは、
前記ローカル支援システムとネットワークを介して通信可能な遠隔支援システムとを備えるプラントの運転支援システムであって、
前記ローカル支援システムは、
前記運転データ、前記画像データ及び前記モデルの更新結果を前記遠隔支援システムへ送信するよう構成されるとともに、前記遠隔支援システムから送信された他のローカル支援システムにおける前記運転データ、前記画像データ及び前記モデルの更新結果を受信するよう構成された第一送受信部を含み、
前記遠隔支援システムは、
それぞれの前記ローカル支援システムから送信された前記運転データ、前記画像データ及び前記モデルの更新結果を受信するよう構成されるとともに、該更新結果を他のすべての前記ローカル支援システムへ前記運転データ、前記画像データ及び前記モデルの更新結果として送信するよう構成された第二送受信部を含む。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
【図１】ボイラプラント１００の概要図である。
【図２】一実施形態に係るモデル作成方法を示すモデル作成フロー図である。
【図３】図２で作成したモデルを用いたシミュレーションの結果を、運転制御装置に対する運転指示として与える運転指示フローを示したフローチャートである。
【図４Ａ】ボイラプラント１００及びボイラプラント１００の制御を行う運転制御装置２００を示す全体構成図である。
【図４Ｂ】運転制御装置２００のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図５】モデルのインプットとアウトプットの関係を表す模式図である。
【図６】モデルデータベースＤＢ５におけるデータフォーマットの一例である。
【図７】プラント仕様データベースＤＢ３におけるデータフォーマットの一例である。
【図８】燃料性状データベースＤＢ４におけるデータフォーマットの一例である。
【図９】追加パラメータ候補データベースＤＢ６におけるデータフォーマットの一例である。
【図１０】モデル作成を支援する運転支援システム５００の全体構成例を示す図である。
【図１１】運転支援システム５００の詳細構成例を示す図であり、ローカル支援システム３００Ａの構成を代表構成例として示している。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
ボイラ２は、火炉１１と燃焼装置１２と煙道１３を含む。火炉１１は、例えば四角筒の中空形状を有し鉛直方向に沿って延設されている。火炉１１の壁面は、蒸発管（伝熱管）と蒸発管を接続するフィンとで構成され、給水及び蒸気との熱交換により火炉壁の温度上昇が抑制される。具体的には、例えば、火炉１１の側壁面に、複数の蒸発管が水平方向に並んで配置されるとともに蒸発管の各々が鉛直方向に沿って延設されている。フィンは、蒸発管と蒸発管との間を閉塞している。火炉１１の炉底には傾斜面６２が設けられており、傾斜面６２に炉底蒸発管７０が設けられて火炉の底面を構成する。火炉１１の上方には、画像センサＳＲ１が設けられている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
図２ではプラント１００のモデルの作成手法について説明したが、このようにして作成されたモデルは例えばプラント１００の運転制御装置２００（図４Ａ及び図４Ｂ参照）に組み込まれて利用される。図３、図４Ａ及び図４Ｂを用いてプラント１００の運転制御装置２００について説明する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
まず図３は、図２で作成したモデルを用いたシミュレーションの結果を、運転制御装置２００に対する運転指示として与える運転指示フローを示したフローチャートである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
運転指示ステップＳ８では、プロセス値が所定条件を満たすように、運転制御装置２００に対する運転指示値を算出する。まずステップＳ８１において、シミュレーション結果を評価する。ステップＳ８２では、仮想プロセス値が最適か否か（所定条件を満たすか否か）を判断する。最適でない場合は、ステップＳ７１に戻りシミュレーション条件を再設定して、新たな仮想プロセス値を算出することを指示する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
プラント１００は、詳細には図１に示した構成を含むが、図４Ａには、代表的に画像センサＳＲ１、物理センサＳＲ２、及び操作端ＯＰを記載している。操作端ＯＰとは、弁やダンパのことを指す。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
幾つかの実施形態では、図４Ａに示すように、運転支援装置３００と運転制御部２０１とを備える運転制御装置２００を構成してもよい。
この場合、運転制御部２０１は、運転支援装置３００の運転指示部３０６から出力される運転指示値に基づいてボイラプラント１００の各操作端ＯＰの運転（弁の開度等）を制御する。なお運転制御は、運転指示値に基づいて自動で行っても、入出力部３０７でのオペレータの承諾を経てから行っても、いずれでもよい。また、運転制御部２０１は、ボイラプラント制御装置（不図示）からの運転指示値に対して、運転支援装置３００からの運転指示値をバイアス値として加算して、最終的な運転指示値を指示してもよい。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８６】
燃料パラメータは、石炭の粉砕に関して粉砕機のテーブルのモータ電流値、ローラに作用する圧力及び流体（気体、紛体）の差圧等であり、石炭の燃焼に関して燃料消費量（コールフロー）、伝熱面の吸収熱量及びボイラ出力等であり、環境負荷に関して排ガス中のＳＯ２値等であり、水分に関して粉砕機の入口空気温度等である。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９４】
かかる構成により、他のローカル支援システム３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃにおける運転データ、画像データおよびモデルの更新結果を共有することができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４Ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４Ａ】
2019204145.tif 000001
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４Ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４Ｂ】
2019204145.tif 000002
【手続補正１４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2019204145.tif 000003