(57)【要約】【課題】炭種にかかわらず煤塵濃度を容易に監視することができる煤塵濃度監視システムを提供すること。【解決手段】煤塵濃度監視システムは、石炭燃焼設備と、石炭供給設備と、排ガス流通経路と、排ガスに含まれる煤塵を除去する煤塵除去装置と、排ガス流通経路を流通する排ガス量を検出する排ガス量検出装置２１と、総煤塵量を算出する総煤塵量算出部２７と、落下煤塵量を算出する落下煤塵量算出部２８と、煤塵除去装置（電気集塵装置１５及び脱硫装置１６）による除去煤塵量を算出する除去煤塵量算出部２９と、残留煤塵量を算出する残留煤塵量算出部３１と、残留煤塵量を排ガス量で除することにより、排ガス流通経路を流通する排ガスの煤塵濃度を算出する煤塵濃度算出部３２と、算出された煤塵濃度を表示する表示装置２２と、を備える。【選択図】図２
2011112261.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭を燃焼する石炭燃焼設備と、
前記石炭燃焼設備に前記石炭を供給する石炭供給設備と、
前記石炭の燃焼により前記石炭燃焼設備で発生する排ガスを流通させて大気中に排出する排ガス流通経路と、
前記排ガス流通経路に設けられ、前記排ガスに含まれる煤塵を除去する煤塵除去装置と、
前記煤塵除去装置の下流側の前記排ガス流通経路を流通する前記排ガスの量である排ガス量を検出する排ガス量検出手段と、
前記石炭燃焼設備に供給される前記石炭の供給量と該石炭の種類に応じた灰分とに基づいて該石炭の燃焼により発生する煤塵の総量である総煤塵量を算出する総煤塵量算出手段と、
前記石炭燃焼設備から前記煤塵除去装置に至る経路において落下する煤塵の量である落下煤塵量を算出する落下煤塵量算出手段と、
前記煤塵除去装置によって除去される煤塵の量である除去煤塵量を算出する除去煤塵量算出手段と、
前記総煤塵量算出手段によって算出された前記総煤塵量から前記落下煤塵量算出手段によって算出された前記落下煤塵量を減ずると共に、前記除去煤塵量算出手段によって算出された前記除去煤塵量を減ずることにより、前記煤塵除去装置の下流側の前記排ガス流通経路を流通する前記排ガスに残留する煤塵の量である残留煤塵量を算出する残留煤塵量算出手段と、
前記残留煤塵量算出手段によって算出された前記残留煤塵量を、前記排ガス量検出手段によって検出された前記排ガス量で除することにより、前記煤塵除去装置の下流側の前記排ガス流通経路を流通する前記排ガスの煤塵濃度を算出する煤塵濃度算出手段と、
前記煤塵濃度算出手段によって算出された前記煤塵濃度を表示する表示手段と、
を備える煤塵濃度監視システム。
【請求項２】
前記煤塵除去装置の稼働率を検出する稼働率検出手段を更に備え、
前記除去煤塵量算出手段は、前記煤塵除去装置の最大煤塵除去能力に前記稼働率検出手段によって検出された前記稼働率を乗ずることにより前記除去煤塵量を算出する請求項１に記載の煤塵濃度監視システム。
【請求項３】
前記煤塵濃度算出手段によって算出された前記煤塵濃度が所定の閾値以下であるか否かを判定する煤塵濃度判定手段を更に備え、
前記表示手段は、前記煤塵濃度判定手段によって判定された判定結果を表示する請求項１又は２に記載の煤塵濃度監視システム。
【請求項４】
前記煤塵濃度が所定の閾値を超えていると前記煤塵濃度判定手段によって判定された場合に、前記石炭供給設備による前記石炭の供給量を減らすように報知する報知手段を備える請求項３に記載の煤塵濃度監視システム。
【請求項５】
前記煤塵濃度が所定の閾値を超えていると前記煤塵濃度判定手段によって判定された場合に、前記石炭供給設備による前記石炭の供給量を減らすように該石炭供給設備を制御する石炭供給設備制御手段を備える請求項３に記載の煤塵濃度監視システム。
【請求項６】
前記煤塵除去装置は、前記排ガスに含まれる前記煤塵を電極で捕集する電気集塵装置と、前記排ガスに含まれる硫黄化合物を除去する脱硫装置と、を含む請求項１から５のいずれか一つに記載の煤塵濃度監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭火力発電プラントにおいて排ガス中の煤塵濃度を監視する煤塵濃度監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、石炭火力発電プラントでは、石炭の燃焼によって石炭灰及び排ガスが発生している。石炭灰（煤塵）は、その発生箇所により、クリンカ、シンダ及びフライアッシュに分類される。クリンカは、石炭を燃焼する石炭燃焼設備（燃焼ボイラ）の底部に落下するものである。シンダは、排ガスが空気予熱器や節炭器等を通過する際に落下するものである。フライアッシュは、発生する煤塵からクリンカ及びシンダを除いた残りの煤塵であり、微細な球形粒子の集まりである。
【０００３】
排ガスに含まれる煤塵（フライアッシュ）は、煙突から大気中に放出される前に、主に集塵装置（例えば、電気集塵装置等）によって捕集される。このように排ガスは、煙突の入口における煤塵濃度が所定の環境規制値以内となるように浄化されてから大気に排出される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、煤塵濃度は、例えば、次のように算出される。先ず、集塵装置の出口において排ガス中の煤塵粒子数をパルスカウンタによって測定する。次いで、測定された値を、ある特定種類の石炭を用いて実測した煤塵濃度に基づいて作成された検量線に当てはめ、煤塵濃度を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−７０９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、煤塵濃度を、ある特定種類の石炭に基づいて作成された検量線によって算出した場合、石炭燃焼設備に供給される石炭の種類（炭種）が変更されると、正確な煤塵濃度の算出が困難になるという問題点があった。
【０００７】
従って、炭種にかかわらず煤塵濃度を容易に監視することができる煤塵濃度監視システムが望まれていた。
【０００８】
本発明は、炭種にかかわらず煤塵濃度を容易に監視することができる煤塵濃度監視システ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】
【０００９】
本発明は、石炭を燃焼する石炭燃焼設備と、前記石炭燃焼設備に前記石炭を供給する石炭供給設備と、前記石炭の燃焼により前記石炭燃焼設備で発生する排ガスを流通させて大気中に排出する排ガス流通経路と、前記排ガス流通経路に設けられ、前記排ガスに含まれる煤塵を除去する煤塵除去装置と、前記煤塵除去装置の下流側の前記排ガス流通経路を流通する前記排ガスの量である排ガス量を検出する排ガス量検出手段と、前記石炭燃焼設備に供給される前記石炭の供給量と該石炭の種類に応じた灰分とに基づいて該石炭の燃焼により発生する煤塵の総量である総煤塵量を算出する総煤塵量算出手段と、前記石炭燃焼設備から前記煤塵除去装置に至る経路において落下する煤塵の量である落下煤塵量を算出する落下煤塵量算出手段と、前記煤塵除去装置によって除去される煤塵の量である除去煤塵量を算出する除去煤塵量算出手段と、前記総煤塵量算出手段によって算出された前記総煤塵量から前記落下煤塵量算出手段によって算出された前記落下煤塵量を減ずると共に、前記除去煤塵量算出手段によって算出された前記除去煤塵量を減ずることにより、前記煤塵除去装置の下流側の前記排ガス流通経路を流通する前記排ガスに残留する煤塵の量である残留煤塵量を算出する残留煤塵量算出手段と、前記残留煤塵量算出手段によって算出された前記残留煤塵量を、前記排ガス量検出手段によって検出された前記排ガス量で除することにより、前記煤塵除去装置の下流側の前記排ガス流通経路を流通する前記排ガスの煤塵濃度を算出する煤塵濃度算出手段と、前記煤塵濃度算出手段によって算出された前記煤塵濃度を表示する表示手段と、を備える煤塵濃度監視システムに関する。
【００１０】
また、前記煤塵除去装置の稼働率を検出する稼働率検出手段を更に備え、前記除去煤塵量算出手段は、前記煤塵除去装置の最大煤塵除去能力に前記稼働率検出手段によって検出された前記稼働率を乗ずることにより前記除去煤塵量を算出することが好ましい。
【００１１】
また、前記煤塵濃度算出手段によって算出された前記煤塵濃度が所定の閾値以下であるか否かを判定する煤塵濃度判定手段を更に備え、前記表示手段は、前記煤塵濃度判定手段によって判定された判定結果を表示することが好ましい。
【００１２】
また、前記煤塵濃度が所定の閾値を超えていると前記煤塵濃度判定手段によって判定された場合に、前記石炭供給設備による前記石炭の供給量を減らすように報知する報知手段を備えることが好ましい。
【００１３】
また、前記煤塵濃度が所定の閾値を超えていると前記煤塵濃度判定手段によって判定された場合に、前記石炭供給設備による前記石炭の供給量を減らすように該石炭供給設備を制御する石炭供給設備制御手段を備えることが好ましい。
【００１４】
また、前記煤塵除去装置は、前記排ガスに含まれる前記煤塵を電極で捕集する電気集塵装置と、前記排ガスに含まれる硫黄化合物を除去する脱硫装置と、を含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、炭種にかかわらず煤塵濃度を容易に監視することができる煤塵濃度監視システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態の煤塵濃度監視システム１０を示す概略構成図である。
【図２】煤塵濃度監視システム１０の制御に係る機能ブロック図である。
【図３】煤塵濃度監視システム１０の制御動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１を参照して、本発明の実施形態の煤塵濃度監視システム１０の概略について説明する。図１は、本発明の実施形態の煤塵濃度監視システム１０を示す概略構成図である。
図１に示すように、本発明の実施形態の煤塵濃度監視システム１０は、石炭供給設備１１と、石炭燃焼設備１２と、排ガス流通経路１３と、脱硝装置１４と、煤塵除去装置としての電気集塵装置１５と、煤塵除去装置としての脱硫装置１６と、煙突１７と、稼働率検出手段としての稼働荷電室数検出装置１８と、稼働率検出手段としての稼働脱塵ポンプ数検出装置２０と、排ガス量検出手段としての排ガス量検出装置２１と、表示手段としての表示装置２２と、報知手段としての報知装置２３と、煤塵濃度監視システム１０の各部の制御を行うシステム制御装置２５と、を主体として構成されている。
【００１８】
石炭供給設備１１は、石炭燃焼設備１２に石炭を供給する設備である。石炭供給設備１１は、所定量の石炭を微細な粒度に粉砕して微粉炭を形成し、この微粉炭を空気と混合して石炭燃焼設備１２に供給する。
【００１９】
石炭燃焼設備１２は、石炭を燃焼する設備である。図示を省略するが、石炭燃焼設備１２は、燃焼ボイラと、通風機とを主として備える。燃焼ボイラは、石炭供給設備１１から供給された微粉炭を空気と共に燃焼する。通風機は、燃焼ボイラに燃焼用の空気を供給する。
【００２０】
排ガス流通経路１３は、石炭燃焼設備１２の下流側に接続されている。排ガス流通経路１３は、石炭の燃焼により石炭燃焼設備１２で発生する排ガスを流通させて煙突１７を介して大気中に排出する。排ガス流通経路１３の上流側の端部は、石炭燃焼設備１２に接続されている。排ガス流通経路１３の下流側の端部は、煙突１７に接続されている。排ガス流通経路１３には、上流側から順に脱硝装置１４、電気集塵装置１５及び脱硫装置１６等が設けられている。
【００２１】
説明の便宜上、石炭燃焼設備１２と脱硝装置１４との間に設けられた排ガス流通経路１３に符号１３ａを付し、脱硝装置１４と電気集塵装置１５との間に設けられた排ガス流通経路１３に符号１３ｂを付する。また、電気集塵装置１５と脱硫装置１６との間に設けられた排ガス流通経路１３に符号１３ｃを付し、脱硫装置１６と煙突１７との間に設けられた排ガス流通経路１３に符号１３ｄを付する。
【００２２】
図示を省略するが、排ガス流通経路１３ａは、空気予熱器と、節炭器（ＥＣＯとも称される）とを備える。空気予熱器は、燃焼ボイラに供給される空気を予熱する。節炭器は、排ガスの保有する熱を利用して燃焼ボイラへの給水を予熱する。排ガス流通経路１３ａの下流側の端部には、脱硝装置１４が接続されている。
【００２３】
脱硝装置１４は、排ガス流通経路１３ａの下流側の端部に接続されている。脱硝装置１４は、石炭燃焼設備１２から排出された排ガスに含まれる窒素酸化物を除去する。脱硝装置１４は、例えば、比較的高温（３００〜４００℃）の排ガス中に還元剤としてアンモニアガスを注入し、脱硝触媒との作用により排ガス中の窒素酸化物を無害な窒素と水蒸気とに分解する。
【００２４】
電気集塵装置１５は、排ガス流通経路１３ｂの下流側の端部に接続されている。電気集塵装置１５は、脱硝装置１４を経た排ガスに含まれる煤塵（フライアッシュ）を電極で捕集（吸着）し、除去する。電気集塵装置１５は、複数（例えば、４つ）の荷電室を備える。各荷電室には、煤塵を捕集するための電極を有する。電気集塵装置１５には、後述する稼働荷電室数検出装置１８が接続されている。
【００２５】
脱硫装置１６は、排ガス流通経路１３ｃの下流側の端部に接続されている。脱硫装置１６は、電気集塵装置１５を経た排ガスに含まれる硫黄化合物を除去する。脱硫装置１６は、脱塵ポンプ（図示せず）を有する。具体的には、脱硫装置１６は、石灰石と水との混合液を、脱塵ポンプを用いて排ガスに吹き付けることにより、排ガスに含まれる硫黄化合物を混合液に吸収させて脱硫石膏スラリーを生成させる。また、この脱硫石膏スラリーを脱水処理することにより、脱硫石膏を生成する。生成された脱硫石膏は、回収装置（図示せず）によって回収されるようになっている。脱硫装置１６は、この脱硫過程において、電気集塵装置１５で除去し切れなかった煤塵を除去する。脱硫装置１６には、後述する稼働脱塵ポンプ数検出装置２０が接続されている。
【００２６】
煙突１７は、排ガス流通経路１３ｄの下流側の端部に接続されている。煙突１７は、排ガス流通経路１３ｄを流通してきた排ガスを大気に放出する。なお、排ガス流通経路１３ｄには、ガスヒータ（図示せず）が設けられている。ガスヒータは、脱硫装置１６で低下した排ガスを加熱することで、排ガスを煙突１７から効果的に排出させる。
【００２７】
稼働荷電室数検出装置１８は、電気集塵装置１５に接続されている。稼働荷電室数検出装置１８は、電気集塵装置１５において実際に稼働している荷電室数（以下、稼働荷電室数という）を検出する。また、稼働荷電室数検出装置１８は、検出された稼働荷電室数に基づいて荷電室荷電係数を設定する。なお、稼働荷電室数検出装置１８は、電気集塵装置１５と別体でなく、一体に設けられてもよい。
【００２８】
荷電室荷電係数は、電気集塵装置１５の稼働率である。例えば、電気集塵装置１５が４つの荷電室を備えており、稼働荷電室数が３である場合には、荷電室荷電係数は３／４である。従って、電気集塵装置１５が理論上発揮し得る最大の煤塵除去能力（以下、最大煤塵除去能力という）に所定の荷電室荷電係数を乗ずることにより、電気集塵装置１５に異常が生じた場合に除去し得る除去煤塵量を精度よく算出することができる。
【００２９】
稼働荷電室数検出装置１８は、システム制御装置２５と電気的に接続されている。稼働荷電室数及び荷電室荷電係数は、システム制御装置２５の除去煤塵量算出部２９（後述）に入力されるようになっている。
【００３０】
稼働脱塵ポンプ数検出装置２０は、脱硫装置１６に接続されている。稼働脱塵ポンプ数検出装置２０は、脱硫装置１６において実際に稼働している脱塵ポンプの数（以下、稼働脱塵ポンプ数という）を検出する。また、稼働脱塵ポンプ数検出装置２０は、検出された稼働脱塵ポンプ数に基づいて脱塵ポンプ稼働係数を設定する。なお、稼働脱塵ポンプ数検出装置２０は、脱硫装置１６と別体でなく、一体に設けられてもよい。
【００３１】
脱塵ポンプ稼働係数は、脱硫装置１６における脱塵ポンプ（図示せず）の稼働率である。例えば、脱硫装置１６が３つの脱塵ポンプを備えており、稼働脱塵ポンプ数が２である場合には、脱塵ポンプ稼働係数は２／３である。従って、脱硫装置１６の最大煤塵除去能力に所定の脱塵ポンプ稼働係数を乗ずることにより、脱硫装置１６に異常が生じた場合に除去し得る除去煤塵量を精度よく算出することができる。
【００３２】
稼働脱塵ポンプ数検出装置２０は、システム制御装置２５と電気的に接続されている。稼働脱塵ポンプ数及び脱塵ポンプ稼働係数は、システム制御装置２５の除去煤塵量算出部２９に入力されるようになっている。
【００３３】
排ガス量検出装置２１は、脱硫装置１６の下流側の排ガス流通経路１３ｄに設けられている。排ガス量検出装置２１は、排ガス流通経路１３ｄを流通する排ガスの量である排ガス量を検出する。排ガス量検出装置２１によって検出された排ガス量は、システム制御装置２５の煤塵濃度算出部３２（後述）に入力されるようになっている。
【００３４】
表示装置２２は、システム制御装置２５の煤塵濃度算出部３２（後述）によって算出された煤塵濃度を表示する。表示装置２２によって表示される煤塵濃度の単位は、ｍｇ／ｍ３Ｎである。また、表示装置２２は、システム制御装置２５によって算出された各種算出結果や報知内容等、煤塵濃度監視システム１０の運転において必要な各種情報を表示する。なお、表示装置２２によって表示される煤塵濃度は、前記単位で表示されるほか、必要に応じてグラフ表示やパーセント表示（いわゆるトレンド表示）を併用してもよい。
【００３５】
報知装置２３は、システム制御装置２５の煤塵濃度判定部３３（後述）によって判定された判定結果を報知する。例えば、報知装置２３は、煤塵濃度が所定の閾値を超えていると煤塵濃度判定部３３によって判定された場合に、石炭供給設備１１による石炭の供給量を減らすように報知する。報知の態様としては、警報表示灯による表示、発音装置による発音（ブザー音や音声メッセージを含む）、又はこれらの組み合わせを挙げることができる。
【００３６】
次に、図２を参照して、煤塵濃度監視システム１０の制御に係る機能について説明する。図２は、煤塵濃度監視システム１０の制御に係る機能ブロック図である。システム制御装置２５は、煤塵濃度監視システム１０における各部を制御する。図２に示すように、システム制御装置２５は、表示装置２２及び報知装置２３に電気的に接続される。
【００３７】
また、システム制御装置２５は、煤塵濃度監視システム１０における各検出装置に電気的に接続され、各検出装置から検出情報を受信する。具体的には、システム制御装置２５は、稼働荷電室数検出装置１８に電気的に接続され、稼働荷電室数検出装置１８が出力する稼働荷電室数及び荷電室荷電係数を受信する。
【００３８】
また、システム制御装置２５は、稼働脱塵ポンプ数検出装置２０に電気的に接続され、稼働脱塵ポンプ数検出装置２０が出力する稼働脱塵ポンプ数及び脱塵ポンプ稼働係数を受信する。また、システム制御装置２５は、排ガス量検出装置２１に電気的に接続され、排ガス量検出装置２１により検出された排ガス流通経路１３ｄの排ガス量を受信する。
【００３９】
システム制御装置２５は、制御部２６と、メモリ３５とを備える。制御部２６は、総煤塵量算出手段としての総煤塵量算出部２７と、落下煤塵量算出手段としての落下煤塵量算出部２８と、除去煤塵量算出手段としての除去煤塵量算出部２９と、異常判定部３０と、残留煤塵量算出手段としての残留煤塵量算出部３１と、煤塵濃度算出手段としての煤塵濃度算出部３２と、煤塵濃度判定手段としての煤塵濃度判定部３３と、目標石炭供給量算出部３４とを有する。
【００４０】
総煤塵量算出部２７は、石炭燃焼設備１２に供給される石炭の供給量と炭種に応じた灰分とに基づいて、石炭の燃焼により発生する煤塵（クリンカ、シンダ及びフライアッシュ）の総量である総煤塵量を算出する。灰分とは、７００℃以上の温度により空気中で加熱したときに残留する固形物のことをいう。石炭の供給量と炭種に応じた灰分のデータは、予めメモリ３５に記憶されている。オペレータが石炭の供給量や炭種を入力装置（図示せず）から入力すると、メモリ３５に記憶されている灰分等のデータが制御部２６に入力されるようになっている。
【００４１】
落下煤塵量算出部２８は、石炭燃焼設備１２から電気集塵装置１５に至る排ガス流通経路１３ａにおいて落下する煤塵の量である落下煤塵量を算出する。落下煤塵量は、総煤塵量に灰落下率を乗ずることにより算出される。灰落下率は、石炭燃焼設備１２から生成される煤塵のうち、クリンカ及びシンダが落下する割合である。灰落下率は、供給される石炭の種類によって異なる。灰落下率のデータは、炭種に応じて予めメモリ３５に記憶されている。オペレータが石炭の供給量や炭種を入力装置（図示せず）から入力すると、メモリ３５に記憶されている灰落下率のデータが落下煤塵量算出部２８に入力されるようになっている。
【００４２】
除去煤塵量算出部２９は、電気集塵装置１５及び脱硫装置１６によって排ガス流通経路１３の排ガスから除去される煤塵の量である除去煤塵量を算出する。
電気集塵装置１５による除去煤塵量は、排ガス流通経路１３ｂを流通する排ガスに含まれる煤塵量（総煤塵量から落下煤塵量を減じたもの）に、所定の集塵率を乗ずることにより算出される。集塵率は、電気集塵装置１５が最大煤塵除去能力を発揮し得る場合の集塵率であり、予めメモリ３５に記憶されている。
【００４３】
脱硫装置１６による除去煤塵量は、排ガス流通経路１３ｃを流通する排ガスに含まれる煤塵量（総煤塵量から落下煤塵量及び電気集塵装置１５による除去煤塵量を減じたもの）に、所定の脱塵率を乗ずることにより算出される。脱塵率は、脱硫装置１６が最大煤塵除去能力を発揮し得る場合の脱塵率であり、予めメモリ３５に記憶されている。
【００４４】
異常判定部３０は、稼働荷電室数検出装置１８により検出された稼働荷電室数に基づいて電気集塵装置１５に異常があるか否かを判定する。また、異常判定部３０は、稼働脱塵ポンプ数検出装置２０により検出された稼働脱塵ポンプ数に基づいて脱硫装置１６における脱塵ポンプ（図示せず）に異常があるか否かを判定する。
【００４５】
残留煤塵量算出部３１は、総煤塵量算出部２７によって算出された総煤塵量から落下煤塵量算出部２８によって算出された落下煤塵量を減ずると共に、除去煤塵量算出部２９によって算出された除去煤塵量（電気集塵装置１５による除去煤塵量及び脱硫装置１６による除去煤塵量）を減ずることにより、排ガス流通経路１３ｄを流通する排ガスに残留する煤塵の量である残留煤塵量を算出する。
【００４６】
煤塵濃度算出部３２は、残留煤塵量算出部３１によって算出された残留煤塵量を、排ガス量検出装置２１によって検出された排ガス量で除することにより、排ガス流通経路１３ｄを流通する排ガスの煤塵濃度を算出する。
【００４７】
煤塵濃度判定部３３は、煤塵濃度算出部３２によって算出された煤塵濃度が所定の閾値以下であるか否かを判定する。所定の閾値は、大気への放出が許容される煤塵濃度（環境規制値）よりも所定量小さい値が設定される。
【００４８】
目標石炭供給量算出部３４は、煤塵濃度算出部３２によって算出された排ガス流通経路１３ｄにおける煤塵濃度が所定の閾値以下でない場合において、この煤塵濃度が所定の閾値以下となるように石炭供給設備１１による石炭供給量の目標値（以下、目標石炭供給量という）を算出する。目標石炭供給量を算出するには、先ず、荷電室荷電係数及び脱塵ポンプ稼働係数を用いることにより、電気集塵装置１５等のトラブル時に除去不能な煤塵（フライアッシュ）量を算出する。次に、この除去不能な煤塵量を発生させる石炭量（燃焼前の石炭量）を算出し、この石炭量を現在の石炭供給量から減ずることによって、トラブル時の目標石炭供給量を算出する。
【００４９】
メモリ３５は、煤塵濃度監視システム１０の制御に必要な制御プログラムや各種データ等を記憶する。具体的には、メモリ３５は、煤塵濃度監視システム１０の制御に必要な各種機能を動作させる制御プログラムを記憶する。また、メモリ３５は、炭種に応じた灰分、灰落下率、集塵率及び脱塵率（最大除去能力を発揮し得る場合の固定値）、煤塵濃度の閾値（環境規制値）等のデータを記憶する。更に、メモリ３５は、制御部２６による算出結果（総煤塵量、落下煤塵量、集塵率、脱塵率、除去煤塵量、残留煤塵量、煤塵濃度、目標石炭供給量等）を記憶する。また、メモリ３５は、各検出装置による検出結果（稼働荷電室数、稼働脱塵ポンプ数、排ガス量等）、異常判定部３０及び煤塵濃度判定部３３による判定結果等を記憶する。
【００５０】
次に、煤塵濃度監視システム１０の制御動作について図３を参照しながら説明する。図３は、煤塵濃度監視システム１０の制御動作を示すフローチャートである。
図３に示すように、ステップＳＴ１０１において、石炭燃焼設備１２に供給される石炭の供給量と炭種をオペレータが入力装置（図示せず）から入力する。すると、メモリ３５に記憶されている灰分等のデータが制御部２６に読み込まれる。
【００５１】
ステップＳＴ１０２において、総煤塵量を算出する。具体的には、総煤塵量算出部２７は、石炭燃焼設備１２に供給される石炭の供給量と炭種に応じた灰分とに基づいて、石炭の燃焼により発生する総煤塵量を算出する。
【００５２】
ステップＳＴ１０３において、落下煤塵量を算出する。具体的には、ステップＳＴ１０１においてオペレータが炭種を入力すると、メモリ３５に記憶されている灰落下率のデータが落下煤塵量算出部２８に読み込まれる。落下煤塵量算出部２８は、ステップＳＴ１０２において算出された総煤塵量にこの灰落下率を乗ずることにより、落下煤塵量を算出する。
【００５３】
ステップＳＴ１０４において、電気集塵装置１５の集塵率を算出する。具体的には、ステップＳＴ１０１において、オペレータが炭種を入力装置（図示せず）から入力すると、メモリ３５に記憶されている集塵率（最大除去能力を発揮し得る場合の集塵率）のデータが、除去煤塵量算出部２９に読み込まれる。除去煤塵量算出部２９は、この集塵率に、稼働荷電室数検出装置１８によって設定された荷電室荷電係数を乗ずることにより、現運転状態における集塵率を算出する。
【００５４】
ステップＳＴ１０５において、除去煤塵量算出部２９は、電気集塵装置１５による除去煤塵量を算出する。具体的には、除去煤塵量算出部２９は、ステップＳＴ１０２において算出された総煤塵量から、ステップＳＴ１０３において算出された落下煤塵量を減じたものに、ステップＳＴ１０４において算出された集塵率を乗ずることにより、電気集塵装置１５による除去煤塵量を算出する。
【００５５】
ステップＳＴ１０６において、異常判定部３０は、稼働荷電室数検出装置１８により検出された稼働荷電室数に基づいて電気集塵装置１５に異常があるか否かを判定する。電気集塵装置１５に異常（例えば、荷電室トリップ等による異常）が生じた場合、電気集塵装置１５に予め稼働を指令されている荷電室数は減少する。
【００５６】
そのため、電気集塵装置１５に予め稼働を指令されている荷電室数に対して、稼働荷電室数検出装置１８により検出された稼働荷電室数が減少していない場合には、異常判定部３０は、電気集塵装置１５に異常がないと判定する。一方、電気集塵装置１５に予め稼働を指令されている荷電室数に対して、稼働荷電室数検出装置１８により検出された稼働荷電室数が減少している場合には、異常判定部３０は、電気集塵装置１５に異常があると判定する。
【００５７】
ステップＳＴ１０６において、電気集塵装置１５に異常がないと判定された場合（ＹＥＳ）には、ステップＳＴ１０７に進む。一方、電気集塵装置１５に異常があると判定された場合（ＮＯ）には、ステップＳＴ１１４に進み、電気集塵装置１５の異常を表示装置２２に表示し、ステップＳＴ１０７に進む。これにより、オペレータは、電気集塵装置１５の異常を知ることができる。
【００５８】
ステップＳＴ１０７において、脱硫装置１６の脱塵率を算出する。具体的には、ステップＳＴ１０１において、オペレータが炭種を入力装置（図示せず）から入力すると、メモリ３５に記憶されている脱塵率（最大除去能力を発揮し得る場合の脱塵率）のデータが、除去煤塵量算出部２９に読み込まれる。除去煤塵量算出部２９は、この脱塵率に、稼働脱塵ポンプ数検出装置２０によって設定された脱塵ポンプ稼働係数を乗ずることにより、現運転状態における脱塵率を算出する。
【００５９】
ステップＳＴ１０８において、除去煤塵量算出部２９は、脱硫装置１６による除去煤塵量を算出する。具体的には、除去煤塵量算出部２９は、ステップＳＴ１０２において算出された総煤塵量から、ステップＳＴ１０２において算出された落下煤塵量及びステップＳＴ１０５において算出された電気集塵装置１５による除去煤塵量を減じたものに、ステップＳＴ１０７において算出された脱塵率を乗ずることにより、脱硫装置１６による除去煤塵量を算出する。
【００６０】
ステップＳＴ１０９において、異常判定部３０は、稼働脱塵ポンプ数検出装置２０により検出された脱塵ポンプ稼働係数に基づいて脱硫装置１６に異常があるか否かを判定する。脱硫装置１６に異常（例えば、脱塵ポンプトリップ等による異常）が生じた場合、脱硫装置１６に予め稼働を指令されている脱塵ポンプ数は減少する。
【００６１】
そのため、脱硫装置１６に予め稼働を指令されている脱塵ポンプ数に対して、稼働脱塵ポンプ数検出装置２０により検出された稼働脱塵ポンプ数が減少していない場合には、異常判定部３０は、脱硫装置１６に異常がないと判定する。一方、脱硫装置１６に予め稼働を指令されている脱塵ポンプ数に対して、稼働脱塵ポンプ数検出装置２０により検出された稼働脱塵ポンプ数が減少している場合には、異常判定部３０は、脱硫装置１６に異常があると判定する。
【００６２】
ステップＳＴ１０９において、脱硫装置１６に異常がないと判定された場合（ＹＥＳ）には、ステップＳＴ１１０に進む。一方、脱硫装置１６に異常があると判定された場合（ＮＯ）には、ステップＳＴ１１５に進み、脱硫装置１６の異常を表示装置２２に表示し、ステップＳＴ１１０に進む。これにより、オペレータは、脱硫装置１６の異常を知ることができる。
【００６３】
ステップＳＴ１１０において、残留煤塵量算出部３１は、排ガス流通経路１３ｄを流通する排ガスに残留する残留煤塵量を算出する。具体的には、残留煤塵量算出部３１は、ステップＳＴ１０２において算出された総煤塵量から、ステップＳＴ１０３において算出された落下煤塵量、ステップＳＴ１０５において算出された電気集塵装置１５による除去煤塵量及びステップＳＴ１０８において算出された脱硫装置１６による除去煤塵量を減ずることにより、残留煤塵量を算出する。
【００６４】
ステップＳＴ１１１において、排ガス流通経路１３ｄを流通する排ガスの煤塵濃度を算出する。具体的には、煤塵濃度算出部３２は、ステップＳＴ１１０において算出された残留煤塵量を、排ガス量検出装置２１によって検出された排ガス量で除することにより、煤塵濃度を算出する。この煤塵濃度の単位は、例えば、ｍｇ／ｍ３Ｎであり、排ガス流通経路１３ｄにおける環境規制値としての煤塵濃度の単位と同一である。
【００６５】
ステップＳＴ１１２において、煤塵濃度判定部３３は、ステップＳＴ１１１において算出された煤塵濃度が所定の閾値以下であるか否かを判定する。煤塵濃度が所定の閾値以下である場合（ＹＥＳ）には、ステップＳＴ１１３に進む。一方、煤塵濃度が所定の閾値以下でない場合（ＮＯ）には、ステップＳＴ１１６に進む。
【００６６】
ステップＳＴ１１３において、ステップＳＴ１１１において算出された煤塵濃度及びステップＳＴ１１２において判定された結果を表示装置２２に表示する。表示装置２２に表示される煤塵濃度の単位は、環境規制値としての煤塵濃度の単位と同一である。従って、オペレータは、排ガス流通経路１３ｄを流通する排ガスの煤塵濃度と環境規制値とを容易に比較することができる。
ステップＳＴ１１３が実行された後、本制御は終了する。
【００６７】
ステップＳＴ１１６において、石炭供給設備１１における目標石炭供給量を算出する。具体的には、目標石炭供給量算出部３４は、荷電室荷電係数及び脱塵ポンプ稼働係数を用いることにより、電気集塵装置１５等のトラブル時に除去不能な煤塵（フライアッシュ）量を算出する。次に、目標石炭供給量算出部３４は、この除去不能な煤塵量を発生させる石炭量（燃焼前の石炭量）を算出し、この石炭量を現在の石炭供給量から減ずることによって、トラブル時の目標石炭供給量を算出する。このように、目標石炭供給量を所定量減らすことにより、石炭燃焼設備１２で生成される石炭の燃焼残渣（煤塵）を減らし、排ガス中に含まれる煤塵を減らすことができる。
【００６８】
ステップＳＴ１１７において、現状の石炭供給量を所定量まで減らすように報知する。具体的には、報知装置２３は、現状の石炭供給量を、ステップＳＴ１１６において算出した目標石炭供給量まで減らすように報知する。また、その際、ステップＳＴ１１７において算出された目標石炭供給量は、表示装置２２に表示される。これにより、オペレータは、石炭燃焼設備１２に供給する石炭量が目標石炭供給量となるように石炭供給設備１１を制御することができる。ステップＳＴ１１７の実行後は、ステップＳＴ１１３に進む。
【００６９】
以上のように、本実施形態の煤塵濃度監視システムによれば、以下に示す各効果が奏される。
本実施形態の煤塵濃度監視システム１０は、排ガス流通経路１３ｄを流通する排ガス量を検出する排ガス量検出装置２１と、総煤塵量を算出する総煤塵量算出部２７と、落下煤塵量を算出する落下煤塵量算出部２８と、煤塵除去装置（電気集塵装置１５及び脱硫装置１６）による除去煤塵量を算出する除去煤塵量算出部２９と、残留煤塵量を算出する残留煤塵量算出部３１と、残留煤塵量を排ガス量で除することにより、排ガス流通経路１３ｄを流通する排ガスの煤塵濃度を算出する煤塵濃度算出部３２と、算出された煤塵濃度を表示する表示装置２２と、を備える。
【００７０】
そのため、石炭燃焼設備１２に供給される石炭の供給量と炭種に応じた灰分とに基づいて、総煤塵量、落下煤塵量、除去煤塵量及び残留煤塵量を算出することができ、この残留煤塵量と排ガス量とに基づいて排ガスの煤塵濃度を算出することができる。従って、煤塵濃度計等の新たな追加設備を必要とせず、炭種にかかわらず煤塵濃度を容易に監視することができる。
【００７１】
また、煤塵濃度監視システム１０は、煤塵除去装置（電気集塵装置１５及び脱硫装置１６）の稼働率（荷電室荷電係数及び脱塵ポンプ稼働係数）を検出する稼働率検出手段（稼働荷電室数検出装置１８及び稼働脱塵ポンプ数検出装置２０）を更に備え、除去煤塵量算出部２９は、煤塵除去装置の最大煤塵除去能力に稼働率を乗ずることにより除去煤塵量を算出する。
【００７２】
煤塵除去装置に故障等のトラブルが発生して煤塵除去装置の稼働率が低下した場合には、算出される除去煤塵量も減少する。そのため、煤塵除去装置により除去される煤塵量を正確に見積もることができ、煤塵濃度を正確に算出することができる。
【００７３】
また、煤塵濃度監視システム１０は、煤塵濃度算出部３２によって算出された煤塵濃度が所定の閾値以下であるか否かを判定する煤塵濃度判定部３３を更に備え、表示装置２２は、その判定結果を表示する。そのため、煤塵濃度が環境基準に適合しているか否かを容易に判定することができる。また、オペレータは、表示装置２２を見ることにより、その判定結果を容易に確認することができる。
【００７４】
また、煤塵濃度監視システム１０は、煤塵濃度が所定の閾値を超えていると判定された場合に、石炭供給設備１１による石炭の供給量を減らすように報知する報知装置２３を備える。そのため、オペレータは、煤塵濃度が環境規制値を超える前に石炭供給設備１１による石炭の供給量を減らす操作をすることができ、環境基準を遵守することができる。
【００７５】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、前述した実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、前記実施形態においては、排ガス流通経路１３ｄを流通する排ガス量を検出する排ガス量検出装置２１を備えるものとして説明したが、これに制限されない。通風機等によって供給する空気量から排ガス量を算出できる場合には、排ガス量検出装置２１を備えなくてもよい。
【００７６】
また、前記実施形態においては、煤塵除去装置として電気集塵装置１５及び脱硫装置１６を挙げて説明したが、これに制限されない。例えば、煤塵除去装置として脱硝装置１４を含めてもよい。この場合、脱硝装置１４によって除去される煤塵の量を算出し、これを除去煤塵量に含めることで、煤塵濃度を更に正確に算出することができる。
【００７７】
また、前記実施形態においては、煤塵濃度が所定の閾値を超えていると判定された場合に、その旨を報知する報知装置２３を備えるものとして説明したが、これに制限されない。例えば、前記目標石炭供給量を石炭燃焼設備１２に供給するように石炭供給設備１１を制御する石炭供給設備制御手段としての石炭供給設備制御部を、システム制御装置２５の制御部２６に備えてもよい。このように構成することにより、煤塵濃度が所定の閾値を超えていると判定された場合に、前記目標石炭供給量を石炭燃焼設備１２に自動的に供給することができ、煤塵濃度を迅速に低下させることができる。
【符号の説明】
【００７８】
１０  煤塵濃度監視システム
１１  石炭供給設備
１２  石炭燃焼設備
１３  排ガス流通経路
１３ａ，１３ｂ  排ガス流通経路（経路）
１５  電気集塵装置
１６  脱硫装置
１８  稼働荷電室数検出装置（稼働率検出手段）
２０  稼働脱塵ポンプ数検出装置（稼働率検出手段）
２１  排ガス量検出装置（排ガス量検出手段）
２２  表示装置（表示手段）
２３  報知装置（報知手段）
２７  総煤塵量算出部（総煤塵量算出手段）
２８  落下煤塵量算出部（落下煤塵量算出手段）
２９  除去煤塵量算出部（除去煤塵量算出手段）
３１  残留煤塵量算出部（残留煤塵量算出手段）
３２  煤塵濃度算出部（煤塵濃度算出手段）
３３  煤塵濃度判定部（煤塵濃度判定手段）
【図１】
2011112261.tif 000003
【図２】
2011112261.tif 000004
【図３】
2011112261.tif 000005