(57)【要約】【課題】脱硫装置の健全性を確保しながら、プラント設備の運用によるユーザの経済的メリットを最大化可能な脱硫装置の運転支援システム及び運転支援方法を提供する。【解決手段】脱硫装置の運転支援システムは、脱硫装置の運転データに基づいて算出される解析性能と実測性能とを対比することにより、脱硫装置の健全性を評価し、評価結果に基づいて設定される運転条件候補及び収支予測を含む支援情報を作成する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸収剤を用いて排ガス中のＳＯ２を除去する脱硫装置の運転支援システムであって、
前記脱硫装置の運転データを取得する運転データの入力・取得部と、
前記運転データの入力・取得部で取得された前記運転データに基づいて、前記脱硫装置の脱硫性能に関するあるべき解析性能を算出する解析性能算出部と、
前記解析性能取得時の実測性能を取得する実測性能取得部と、
前記解析性能算出部で算出された前記解析性能に対する、前記実測性能取得部で取得された前記実測性能の性能比を算出することにより、前記脱硫装置の健全性を評価する健全性評価部と、
前記健全性評価部の評価結果に基づいて設定される少なくとも一つの運転条件候補、及び、前記運転条件候補に対応する収支予測を含む支援情報を作成する支援情報作成部と、
を備える、脱硫装置の運転支援システム。
【請求項２】
前記支援情報作成部は、前記健全性評価部の評価結果に基づいて複数の前記運転条件候補を設定し、前記運転条件候補の各々に対応する前記収支予測を求めることによって、前記支援情報を作成する、請求項１に記載の脱硫装置の運転支援システム。
【請求項３】
前記支援情報作成部は、前記脱硫装置の運転に関する支出と前記脱硫装置の運転時に生成される副産物の売却による収入とを考慮して前記収支予測を求める、請求項１又は２に記載の脱硫装置の運転支援システム。
【請求項４】
前記支出を最小化することを優先に複数の前記運転条件候補から採用すべき運転条件を選定する、請求項３に記載の脱硫装置の運転支援システム。
【請求項５】
複数の前記運転条件候補は、前記脱硫装置に吸収液を循環させるための循環ポンプの運転台数が異なるように設定される、請求項１から４のいずれか一項に記載の脱硫装置の運転支援システム。
【請求項６】
前記健全性評価部は、前記解析性能と前記実測性能との性能比を算出し、前記性能比を所定の基準値と比較することにより、前記健全性を評価する、請求項１から５のいずれか一項に記載の脱硫装置の運転支援システム。
【請求項７】
前記運転データは、前記脱硫装置をモニタリング可能なローカル監視システムから地理的に離れた位置に設置される遠隔支援システムが、ネットワークを介して、前記ローカル監視システムから取得する、請求項１から６のいずれか一項に記載の脱硫装置の運転支援システム。
【請求項８】
前記ローカル監視システムは、前記ネットワークを介して、前記遠隔支援システムから取得した前記支援情報を表示可能な表示部を備える、請求項７に記載の脱硫装置の運転支援システム。
【請求項９】
吸収剤を用いて排ガス中のＳＯ２を除去する脱硫装置の運転支援方法であって、
前記脱硫装置の運転データを取得する工程と、
前記運転データに基づいて、前記脱硫装置の脱硫性能に関する解析性能を算出する工程と、
前記解析性能取得時の実測性能を取得する工程と、
前記解析性能と前記実測性能とを対比することにより、前記脱硫装置の健全性を評価する工程と、
前記健全性の評価結果に基づいて少なくとも一つの運転条件候補を設定する工程と、
前記運転条件候補に対応する収支予測を求める工程と、
前記運転条件候補及び前記収支予測を含む支援情報を作成する工程と、
を備える、脱硫装置の運転支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、吸収剤を用いて排ガスに対して脱硫処理を実施する脱硫装置の運転支援システム及び運転支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料の燃焼を伴うプラント設備では、排ガス中に含まれるＳＯ２（二酸化硫黄）を除去するための脱硫装置を備えるものがある。その一方式である湿式石灰石膏法を採用する脱硫装置では、吸収剤として石灰石粉体を懸濁状にスラリー化させた吸収液を循環ポンプで循環させながら排ガスに接触させることで、排ガス中に含まれるＳＯ２の除去が行われる。
【０００３】
このような脱硫装置では、想定される様々な運転条件のもとで試運転を行い、試運転中に収集されたデータに基づいて最大性能を発揮可能な運転条件を把握することで、実際のプラント運用に反映している。また脱硫装置の運転条件を評価する際には、脱硫装置の運転に伴うユーティリティ動力費や、脱硫反応で生成される石膏や、電気集塵機から排出されるＦＬＹＡＳＨのような副産物の第三者への売却収益を含めた収支を考慮することで、ユーザの経済的メリットを最大化することが重要である。特に、近年では環境配慮の観点から、例えば環境賦課金のように時間的に変動する経済要因を考慮する必要があり、このような要因を加味して最適な運転条件を把握することが望まれている。
【０００４】
例えば特許文献１には、ユーティリティオペレーションコストとして、吸収液への石灰石供給量や吸収液を循環させるための循環ポンプの運転台数に基づく動力コスト因子を考慮するとともに、副産物である石膏の売却収益に基づく収入因子を考慮することで、脱硫装置の経済的運転を行う技術に関する開示がなされている。また特許文献２及び３には、吸収液を循環させるための循環ポンプの運転台数を、脱硫装置の出口側におけるＳＯ２濃度や脱硫率が要求仕様を満足しながら、運転コストを最小化するように決定することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１１０４４１号公報
【特許文献２】特開２０００−０１５０４３号公報
【特許文献３】特開平０２−１８０６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１乃至３では、健全性が担保された脱硫装置を対象とした運転条件の評価が行われている。しかしながら、実際のプラント設備では、燃料種変更による共存微量成分の影響（石灰石の溶解阻害や酸化阻害など）や設備閉塞のような要因によって、脱硫性能が低下した状態に陥ることがあり、このような状態で運用を継続すると症状が重篤化し、プラント設備の停止や運転負荷制限を余儀なくされ、結果として、ユーザに多大な経済的損失をもたらすおそれがある。
【０００７】
脱硫装置を始めとする排煙処理設備の運転状態は、プラント設備から地理的に離れた場所（プラントメーカの管理施設等）から遠隔監視することが可能であるが、現場の脱硫装置ではユーザの裁量で、吸収剤の投入量や吸収液の供給量を過大にすることで、遠隔監視上では、一見、運用上は十分な脱硫性能が発揮されており、真の性能低下の発見が遅れてしまうおそれがある。
【０００８】
本発明の少なくとも一実施形態は上述の事情に鑑みなされたものであり、脱硫装置の健全性を確保しながら、プラント設備の運用によるユーザの経済的メリットを最大化可能な脱硫装置の運転支援システム及び運転支援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】
【０００９】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る脱硫装置の運転支援システムは上記課題を解決するために、
吸収剤を用いて排ガス中のＳＯ２を除去する脱硫装置の運転支援システムであって、
前記脱硫装置の運転データ（定常的な分析データのデータベースへの入力値を含む。以下「運転データ」と称す。）を入力・取得する運転データの入力・取得部と、
前記運転データの入力・取得部で取得された前記運転データに基づいて、前記脱硫装置の脱硫性能に関するあるべき解析性能を算出する解析性能算出部と、
前記解析性能算出時の実測性能（ＤＣＳ（分散制御システム）から自動で得られるもののみならず、分析の結果手動入力されるものを含む。以下「実測性能」と称す。）を入力・取得する実測性能取得部と、
前記解析性能算出部で算出された前記解析性能に対する、前記実測性能取得部で取得された前記実測性能の性能比を算出することにより、前記脱硫装置の健全性を評価する健全性評価部と、
前記健全性評価部の評価結果に基づいて設定される少なくとも一つの運転条件候補、及び、前記運転条件候補に対応する収支予測を含む支援情報を作成する支援情報作成部と、
を備える。
【００１０】
上記（１）の構成によれば、脱硫装置に関する実運転データ（装置に組み込まれた多数のセンサーで測定された各デジタルデータを総称）に基づいて、脱硫性能に関する解析性能が演算的に求められる。当該解析性能式は、運転データに基づく、吸収剤残留濃度、ＳＯ２吸収量、ｐＨ、共存成分液性状等の化学反応に関する構成要素式や、排ガス量と吸収液量の比率Ｌ／Ｇ、吸収液反応有効高さ、装置構造等の物理的な気液接触に関する構成要素式から成り、算出される。
このような解析性能式として、例えば以下の（Ａ）、（Ｂ）を用いることができる。
ＹＳＯ２ｏｕｔ＝ｆ（Ｇ，ＹＳＯ２ｉｎ，［ＣａＣＯ３］，Ｌ，ｋ）      （Ａ）
ηＳＯ２＝ｇ（Ｇ，ＹＳＯ２ｉｎ，［ＣａＣＯ３］，Ｌ，ｋ）      （Ｂ）
ここで、ＹＳＯ２ｏｕｔは脱硫装置出口ＳＯ２濃度、ＹＳＯ２ｉｎは脱硫装置入口ＳＯ２濃度、Ｇは処理ガス量、［ＣａＣＯ３］は吸収塔スラリー中のＣａＣＯ３濃度、Ｌはスラリー循環流量、ｆ，ｇは脱硫装置特性を表す関数、ηＳＯ２は脱硫率、ｋは吸収剤の活性値（溶解速度）である。すなわち、脱硫装置出口ＳＯ２濃度は、上記入力値に対して関数ｆを介して求めることができる。この関数ｆは、特開昭５９−１９９０２１号或いは特開昭６３−２２９１２６号公報に示されるような化学反応モデルにより実現してもよく、また制御対象となる脱硫装置実機について種々の運転条件における特性を計測し、これを統計処理等の方法によりモデル化することも可能である。
健全性評価部では、このような解析性能と、それに対応する実測性能とを対比することにより、脱硫装置の健全性が評価される。このような健全性の評価は、脱硫性能をユーザ側の運用実態に関わらず絶対的な評価が可能であり、健全性を精度よく評価できる。支援情報作成部では、このような健全性の評価結果に基づいて設定される少なくとも一つの運転条件、及び、運転条件に対応する収支予測を含む支援情報を作成する。このように作成された支援情報に基づいた運用を実施することにより、ユーザは脱硫装置の健全性を確保しつつ、経済的な運用を実施することが可能となる。
尚、本願明細書において「解析性能」とは、運転データを解析性能式（例えばシミュレーションモデル）に入力して算出可能な性能に対応するパラメータを広く含む。
【００１１】
（２）幾つかの実施形態では上記（１）の構成において、
前記支援情報作成部は、前記健全性評価部の評価結果に基づいて複数の前記運転条件候補を設定し、前記運転条件候補の各々に対応する前記収支予測を求めることによって、前記支援情報を作成する。
【００１２】
上記（２）の構成によれば、脱硫装置の健全性評価に基づいて複数の運転条件候補を設定し、各運転条件候補に対して収支予測が求められる。これにより、複数の運転条件候補の収支予測を比較することで、ユーザの経済的メリットに有利な運転支援が可能となる。
【００１３】
（３）幾つかの実施形態では上記（１）又は（２）の構成において、
前記支援情報作成部は、前記脱硫装置の運転に関する支出と前記脱硫装置の運転時に生成される副産物の売却による収入とを考慮して前記収支予測を求める。
【００１４】
上記（３）の構成によれば、脱硫装置の運転に関する支出と脱硫装置の運転時に生成される副産物の売却による収入とを考慮した収支予測に基づいて、ユーザの経済的メリットに有利な運転支援が可能となる。
【００１５】
（４）幾つかの実施形態では上記（３）の構成において、
前記支出を最小化することを優先に複数の前記運転条件候補から採用すべき運転条件を選定する。
【００１６】
上記（４）の構成によれば、ユーザの収支において大きな割合を占める支出要因を最小化するように運転条件を選定することで、ユーザの経済的メリットを最大化できる。
【００１７】
（５）幾つかの実施形態では上記（１）から（４）のいずれか一つの構成において、
複数の前記運転条件候補は、前記脱硫装置に吸収液を循環させるための循環ポンプの運転台数が異なるように設定される。
【００１８】
上記（５）の構成によれば、循環ポンプの運転台数が異なる運転条件候補の状態に変更した場合の見掛け上の脱硫性能及び運転コストを算出予測し比較することで、ユーザに対して性能を満足しつつ経済的メリットを効果的にもたらす運転台数を有する運転条件を選定できる。循環ポンプは、ユーティリティ動力費において比較的大きな割合を占めるため、このような運転条件を採用することで、ユーザの経済的メリットに有利な運転支援が可能となる。
【００１９】
（６）幾つかの実施形態では上記（１）から（５）のいずれか一つの構成において、
前記健全性評価部は、前記解析性能と前記実測性能との性能比を算出し、前記性能比を所定の基準値と比較することにより、前記健全性を評価する。
【００２０】
上記（６）の構成によれば、健全性評価部では、解析性能と、それに対応する実測性能との比率である性能比に基づいて健全性の評価がなされる。このような性能比は、脱硫装置に関する実測性能に基づいて脱硫性能を絶対的に評価可能であり、予兆段階を含めた健全性を精度よく評価できる。そのため、ユーザ側の裁量で、吸収剤の投入量や吸収液の供給量が過大になっている場合であっても、性能比に基づいて脱硫装置の健全性を精度よく且つ早期に検知できる。
【００２１】
（７）幾つかの実施形態では上記（１）から（６）のいずれか一つの構成において、
前記運転データは、前記脱硫装置をモニタリング可能なローカル監視システムから地理的に離れた位置に設置される遠隔支援システムが、ネットワークを介して、前記ローカル監視システムから取得する。
【００２２】
上記（７）の構成によれば、運転支援システムは、脱硫装置がある現場に設置されたローカル監視システムから離れた位置に設置される遠隔支援システムが、ネットワークを介して、ローカル監視システムから健全性評価に用いられる運転データを取得することで、現場から離れた位置において、脱硫装置の運転をリアルタイム的に支援できる。
【００２３】
（８）幾つかの実施形態では上記（７）の構成において、
前記ローカル監視システムは、前記ネットワークを介して、前記遠隔支援システムから取得した前記支援情報を表示可能な表示部を備える。
【００２４】
上記（８）の構成によれば、ユーザ側に設置されたローカル監視システムに備えられた表示部に支援情報を表示することで、ユーザへの効率的で迅速な支援が可能となる。
【００２５】
（９）本発明の少なくとも一実施形態に係る脱硫装置の運転支援方法は上記課題を解決するために、
吸収剤を用いて排ガス中のＳＯ２を除去する脱硫装置の運転支援方法であって、
前記脱硫装置の運転データを取得する工程と、
前記運転データに基づいて、前記脱硫装置の脱硫性能に関する解析性能を算出する工程と、
前記解析性能取得時の実測性能を取得する工程と、
前記解析性能と前記実測性能とを対比することにより、前記脱硫装置の健全性を評価する工程と、
前記健全性の評価結果に基づいて少なくとも一つの運転条件候補を設定する工程と、
前記運転条件候補に対応する収支予測を求める工程と、
前記運転条件候補及び前記収支予測を含む支援情報を作成する工程と、
を備える。
【００２６】
上記（９）の方法は、上述の脱硫装置の運転支援システム（上記各種態様を含む）によって好適に実施可能である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、脱硫装置の健全性を確保しながら、プラント設備の運用によるユーザの経済的メリットを最大化可能な脱硫装置の運転支援システム及び運転支援方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係る脱硫装置の運転支援システムの全体構成を示す模式図である。
【図２】図１のローカル監視システム、ネットワーク及び遠隔支援システムの構成レイアウトの一例を示す模式図である。
【図３】図２の遠隔支援システムにおける中央サーバの内部構成を機能的に示すブロック図である。
【図４】図３の中央サーバで実施される運転支援方法を工程毎に示すフローチャートである。
【図５】吸収液循環ポンプの運転台数に伴う吸収液の循環量の変化を示すグラフである。
【図６】図４のステップＳ７で作成される支援情報の一例である。
【図７】図４のステップＳ７で作成される支援情報に含まれる補助情報の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００３０】
図１は本発明の一実施形態に係る脱硫装置１の運転支援システム１００の全体構成を示す模式図である。運転支援システム１００では、所定のプラント設備に含まれる脱硫装置１を支援対象とし、以下の実施形態では、プラント設備から地理的に離れた地点で遠隔支援する場合を例に説明する。
【００３１】
脱硫装置１は、火力発電所などのプラント設備のボイラ（不図示）に付随して設置され、ボイラの排気通路３ａを流れる排ガスＧ０に含まれる微粒子を収集する集塵装置２と、集塵装置２の下流側において、集塵装置２を通過した排ガスＧ１が流れる排気通路３ｂに設置された吸収塔４と、を備える。
【００３２】
集塵装置２は、ケーシング内に供給された排ガスＧ０に対してコロナ放電を行うことで、排ガスＧ０に含まれる微粒子を帯電させ、正負に荷電させた付着部に対して電気的吸引力によって付着させることで集塵する電気集塵器である。集塵装置２によって集塵処理が行われた排ガスＧ１は、排気通路３ｂを介して吸収塔４に供給される。
【００３３】
吸収塔４は、集塵装置２で集塵処理が行われた排ガスＧ１に対して、石灰石１０を含む吸収液６を接触させることで排ガスＧ１中のＳＯ２（二酸化硫黄）を吸収することにより、脱硫処理を行う。吸収塔４の底部には吸収液６が貯留されている。吸収液６は、吸収塔４の外部に設けられた石灰石フィーダ８から供給される石灰石１０が、吸収塔４の底部に供給される水１２と混合されることで生成される。
【００３４】
吸収塔４の底部に貯留された吸収液６は、吸収液循環ポンプ１４により圧送され、吸収塔４の外部に設けられた吸収液ヘッダ１６を介して、吸収塔４内の上部に供給される。吸収液循環ポンプ１４は、互いに直列又は並列に接続された複数台のポンプユニットから構成されており、各ポンプユニットの運転状態が独立的に制御されることにより、吸収液循環ポンプ１４から圧送される吸収液６の流量を可変に調整可能に構成されている。このように吸収塔４内の上部に供給された吸収液６は、吸収塔４内の上部に設けられたノズル１８から散布されて落下する過程において、吸収塔４内を上昇する排ガスＧ１と接触する。これにより、排ガスＧ１に含まれるＳＯ２が吸収液６中の石灰石１０と反応し、脱硫処理が行われる。
【００３５】
下記（１）式は、吸収塔４で実施される脱硫処理の化学反応式である。脱硫反応では石灰石１０と排ガスＧ１に含まれるＳＯ２とが反応することで石膏２４（ＣａＣＯ４・２Ｈ２Ｏ）が副産物として生成される。ＳＯ２が除去された排ガスＧ２は、吸収塔４の頂部から脱硫排ガス管２５を介して外部に排出される。
ＳＯ２＋１／２Ｏ２＋ＣａＣＯ３＋２Ｈ２Ｏ→ＣａＣＯ４・２Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２      （１）
【００３６】
また、吸収塔４の底部に貯留された吸収液６の一部は、吸収液循環ポンプ１４により圧送されつつ吸収塔４の外部の吸収液ヘッダ１６から分岐した抜出管２０を経て脱水器２２に送られる。脱水器２２は、例えば、ベルトフィルタで構成され、当該ベルトフィルタで搬送される過程で吸収液６を脱水処理し、生成された石膏２４が系外に排出される。
尚、脱水器２２の脱水処理で生じたろ過液は、水１２として吸収塔４の底部に供給されることで再利用される。
【００３７】
また吸収塔４の底部には、酸化用空気２６が供給される。これにより、吸収液６には酸化用空気２６が含まれることでＳＯ２排ガスから吸収液６中に移行し生成した亜硫酸基から硫酸基への酸化が促進され、この結果として排ガス中のＳＯ２の除去効率も向上する。
【００３８】
尚、集塵装置２と吸収塔４との間を接続する排気ダクト３ｂには、吸収塔４に取り込まれる排ガスＧ１のＳＯ２濃度（入口側ＳＯ２濃度）を検出するための入口側ＳＯ２濃度センサ２８が設置されている。また脱硫排ガス出口ダクト２５には、吸収塔４から排出される排ガスＧ２のＳＯ２濃度（出口側ＳＯ２濃度）を検出するための出口側ＳＯ２濃度センサ３０が設置されている。また吸収液ヘッダ１６には吸収塔４内における吸収液６の石灰石濃度を検出するための石灰石濃度センサ３２や、ｐＨ値を検出するためのｐＨセンサ３４が設置されている。
【００３９】
これら各センサの検出値は、脱硫装置１のコントロールユニット（不図示）に入力されることにより、脱硫装置１の動作制御に利用される。具体的には、各センサの検出値が所定の範囲になるように石灰石フィーダ８や吸収液循環ポンプ１４の動作、酸化用空気２６の供給が調整されることで、所望の脱硫性能が発揮されるように脱硫装置１の制御がなされる。
【００４０】
このような構成を有する脱硫装置１が設置されたプラント設備には、脱硫装置１を監視するためのローカル監視システム２００が備えられている。ローカル監視システム２００は、監視対象となる脱硫装置１と同じ現場（プラント設備の敷地内）に設置されており、ネットワーク３００を介して、地理的に離れた遠隔支援システム４００と通信可能に構成される。
【００４１】
尚、図１に示されるように、遠隔支援システム４００は、ネットワーク３００を介して複数のプラント設備にそれぞれ設置された複数のローカル監視システム２００と通信可能に構成される。以下の説明では、主に特定の一つのローカル監視システム２００について言及するが、特段の記載がない限りにおいて、他のローカル監視システム２００についても同様である。
【００４２】
図２は図１のローカル監視システム２００、ネットワーク３００及び遠隔支援システム４００の構成レイアウトの一例を示す模式図である。
【００４３】
ローカル監視システム２００は、脱硫装置１に関する運転データを収集するための監視用サーバ２０２と、ローカル監視システム２００内で取り扱われる各種情報をネットワーク３００を介して遠隔支援システム４００と通信するためのローカルサーバ２０４と、ローカルサーバ２０４にアクセス可能なクライアント端末２０６と、を備える。
【００４４】
監視用サーバ２０２では、脱硫装置１の設置現場において所定の計器類によって脱硫装置１に関する運転データが収集される。運転データには、例えば、図１に示される各センサの検出値（具体的には、入口側ＳＯ２濃度センサ２８で検出される入口側ＳＯ２濃度、出口側ＳＯ２濃度センサ３０で検出される出口側ＳＯ２濃度、石灰石濃度センサ３２で検出される吸収液６の石灰石濃度、ｐＨセンサ３４で検出される吸収液６のｐＨ値など）や、石灰石フィーダ８、吸収液循環ポンプ１４及び酸化用空気２６の供給装置（不図示）への制御信号が含まれる。監視用サーバ２０２で収集されたこれらの運転データは、ローカルネットワークを介して、ローカルサーバ２０４に送られる。
【００４５】
ローカルサーバ２０４で監視用サーバ２０２から受信した運転データは、リアルタイムデータとして、ネットワーク３００を介して遠隔支援システム４００に送信される。ネットワーク３００は例えば専用回線（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｐｒｉｖａｔｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＶＰＮ）を通じ、ローカルサーバ２０４はＶＰＮルータ２０８を介してネットワーク３００に接続されている。
【００４６】
尚、ローカルサーバ２０４は、監視用サーバ２０２から取得した運転データをヒストリカルデータとして所定周期で所定期間保存してもよい。この場合、ローカルサーバ２０４はヒストリカルデータを所定周期のデータに加工したものを、リアルタイムデータとして遠隔支援システム４００に送信してもよい。
【００４７】
遠隔支援システム４００は、ローカル監視システム２００から地理的に離れた位置、例えば脱硫装置１を含むプラント設備の製造元であるプラントメーカの敷地内に設置されており、ＶＰＮルータ４０２を介してネットワーク３００に接続されることで、ローカル監視システム２００と通信可能に構成される。遠隔支援システム４００は、遠隔支援システム４００内で取り扱われる各種情報をネットワーク３００を介してローカル監視システム２００と通信可能な中央サーバ４０４と、中央サーバ４０４にアクセス可能な支援用端末４０６と、を備える。中央サーバ４０４及び支援用端末４０６は、ローカルネットワークを介して互いに通信可能に構成されている。
【００４８】
遠隔支援システム４００では、ローカル監視システム２００からネットワーク３００を介して受信した運転データに基づいて、脱硫装置１の遠隔支援が行われる。尚、中央サーバ４０４で受信した運転データは、遠隔支援システム４００内のデータ保管用サーバ（不図示）に保管されてもよい。
【００４９】
中央サーバ４０４に送られた運転データは、支援用端末４０６から適宜アクセス可能であり、支援用端末４０６を操作するオペレータ（例えば、遠隔支援システム４００に駐在しているプラントメーカ保守専門家）が常時確認できるようになっている。
【００５０】
オペレータは支援用端末４０６を用いて中央サーバ４０４に送られた運転データに基づいた解析を実施し、必要に応じて、解析結果に基づいて作成された支援情報をプラント設備のユーザ（ローカル監視システム２００側）に送信する。
【００５１】
ローカル監視システム２００では、ネットワーク３００を介して遠隔支援システム４００から送信された支援情報が受信される。ローカル監視システム２００で受信した支援情報は、ローカルサーバ２０４を介してクライアント端末２０６上で、ユーザが適宜確認可能となっている。
【００５２】
続いて図３は図２の遠隔支援システム４００における中央サーバ４０４の内部構成を機能的に示すブロック図であり、図４は図３の中央サーバ４０４で実施される運転支援方法を工程毎に示すフローチャートである。
【００５３】
尚、図３に示される中央サーバ４０４の内部構成の少なくとも一部は、遠隔支援システム４００を構成する支援用端末４０６に分配されていてもよいし、クラウドサーバ内に構築されていてもよい。
【００５４】
遠隔支援システム４００の中央サーバ４０４は、脱硫装置１の運転データを取得するための運転データの入力・取得部４１０と、解析性能Ｐを算出するための解析性能算出部４１２と、解析性能Ｐ取得時の実測性能Ｐｍを取得するための実測性能取得部４１４と、解析性能Ｐに対する実測性能Ｐｍの性能比を算出することで脱硫装置の健全性を評価するための健全性評価部４１６と、健全性評価部４１６の評価結果に基づいて支援情報を作成するための支援情報作成部４１８と、を備える。
【００５５】
まず運転データの入力・取得部４１０は、脱硫装置１の運転データを取得する（ステップＳ１）。このような運転データの入力・取得部４１０における運転データの取得は、上述したように、ネットワーク３００を介して、ローカル監視システム２００から送信されるリアルタイムデータを受信することで行われる。
【００５６】
運転データの入力・取得部４１０で取得される運転データには、少なくとも吸収剤の量が含まれる。ここで吸収剤の量とは、例えば、石灰石フィーダ８からの石灰石１０の供給量であり、脱硫装置１における石灰石フィーダ８への制御信号を運転データに含めることで取得可能である。この場合、運転データに含まれる石灰石１０の供給量は、吸収液６に接触させられる排ガスＧ１中のＳＯ２（二酸化硫黄）を中和するのに必要十分な量であってもよいし、排ガスＧ１中のＳＯ２（二酸化硫黄）を十分に中和するために必要十分量に対して加算されるマージン量を含んだ量であってもよい。
【００５７】
また運転データに含まれる吸収剤の量は、吸収液６中に残存する吸収剤（石灰石１０）の量であってもよい。この場合、吸収剤の残存量は、例えば、石灰石濃度センサ３２で検出される吸収液６の石灰石濃度として取得可能である。
【００５８】
尚、運転データの入力・取得部４１０で取得される運転データには、上述したように、各センサの検出値（具体的には、入口側ＳＯ２濃度センサ２８で検出される入口側ＳＯ２濃度、出口側ＳＯ２濃度センサ３０で検出される出口側ＳＯ２濃度、石灰石濃度センサ３２で検出される吸収液６の石灰石濃度、ｐＨセンサ３４で検出される吸収液６のｐＨ値）や、石灰石フィーダ８、吸収液循環ポンプ１４及び酸化用空気２６の供給装置（不図示）への制御信号を広く含めることができる。
【００５９】
続いて解析性能算出部４１２は、運転データの入力・取得部４１０で取得された運転データに基づいて、少なくとも一つの解析性能Ｐを算出する（ステップＳ２）。ここで解析性能Ｐは、脱硫装置１の脱硫性能に関するパラメータとして演算的に算出され、当該解析性能式は、運転データに基づく、吸収剤残留濃度、ＳＯ２吸収量、ｐＨ、共存成分液性状等の化学反応に関する構成要素式や、排ガス量と吸収液量の比率Ｌ／Ｇ、吸収液反応有効高さ、装置構造等の物理的な気液接触に関する構成要素式から成り、例えば上述の吸収剤の量に対して脱硫性能に影響を与えうる要素を総合的に勘案して設定される。
【００６０】
ステップＳ２で解析性能Ｐを求めるために用いられる演算式は、運転データの入力・取得部４１０で取得した運転データに含まれる各パラメータを変数とする関数によって規定され、実運転データに基づいたパラメータ評価が可能である。このような関数は、解析性能Ｐと各変数との相関を、理論的、実験的又はシミュレーション的手法によって評価することによって規定される。このような演算式は、遠隔支援システム４００の記憶装置（不図示）に予め記憶しておいてもよいし、遠隔支援システム４００のオペレータが適宜入力するようにしてもよい。
【００６１】
解析性能Ｐは脱硫性能に関する任意のパラメータであってよいが、例えば、脱硫率を採用できる。解析性能Ｐとして脱硫率を採用すると、脱硫装置１の健全度を包括的、簡便且つ正確に評価できるため好ましい。尚、このような解析性能は、脱硫装置１の構造パラメータ又は吸収剤（石灰石１０など）の化学反応パラメータの少なくとも一方に基づいて算出されるとよい。これにより、脱硫性能を構造的又は化学反応的な側面から解析性能を精度よく算定できる。
【００６２】
続いて実測性能取得部４１４は、解析性能算出部４１２で算出された解析性能Ｐに対応する実測性能Ｐｍを取得する（ステップＳ３）。例えば、上述のように解析性能Ｐが脱硫率に対応する場合、実測性能取得部４１４では、入口側ＳＯ２濃度センサ２８で検出される入口側ＳＯ２濃度、出口側ＳＯ２濃度センサ３０で検出される出口側ＳＯ２濃度を用いて、脱硫率の実測性能Ｐｍが取得される。
【００６３】
続いて健全性評価部４１６は、解析性能算出部４１２で算出された解析性能Ｐと、実測性能取得部４１４で取得された実測性能Ｐｍとを対比することにより、脱硫装置１の健全性を評価する（ステップＳ４）。このような健全性評価は、例えば、解析性能Ｐと実測性能Ｐｍとの比率である性能比Ｒを算出し、性能比Ｒが予め設定された基準値Ｒ０によって規定される許容範囲にあるか否かにより、脱硫装置１に性能低下が生じているか否かを判断することにより行われてもよい。このように算出された性能比Ｒは、脱硫装置１の運用状態に関わらず（例えばユーザ側で石灰石１０の供給量を過大に設定することで、見かけ上の脱硫率が閾値を満足しているように振舞っている場合であっても）、脱硫性能の健全性を絶対的に評価可能な指標となる。
【００６４】
この場合、性能比Ｒの評価基準となる基準値Ｒ０は、評価対象となる脱硫装置１の仕様に応じて設定されるとよい。遠隔支援システム４００は、図１に示されるようにネットワーク３００を介して、異なる複数の脱硫装置１と接続されている。これらの各脱硫装置１は、それぞれ固有の特性（くせ）を少なからず有する。このような固有の特性は、予めデータベースに格納された各装置に対応する基準値のなかから、評価対象となる脱硫装置１に対応する基準値Ｒ０を選択することにより、性能評価に反映するとよい。
【００６５】
尚、このような各脱硫装置１の固有な特性（くせ）としては、初期特性だけでなく、経時的変化（灰汚れ、炭種変更、ポンプ摩耗など）により性能評価結果が変化することも含まれてもよい。
【００６６】
脱硫装置１の健全性が理想的な状態では、解析性能Ｐと実測性能Ｐｍとは互いに等しくなるため、性能比Ｒは「１」となる。一方、脱硫装置１の健全性が理想的な状態からずれている場合には、解析性能Ｐと実測性能Ｐｍとの間には少なからず差が生じるため、性能比Ｒは「１」からずれた値となる。基準値Ｒ０は、性能比Ｒが正常値「１」からどの程度ずれた場合に、健全性が損なわれたと判定すべきかを判断するための閾値として設定される。例えば、正常値「１」からマイナス２０％の誤差まで許容するように基準値Ｒ０を設定した場合、性能比Ｒが０．８未満の場合には運転条件に基づく真の性能が明らかに低下し健全でない状態にあると判定される。
【００６７】
尚、健全性評価に用いられる性能比Ｒは、解析性能Ｐの対数値と実測性能Ｐｍの対数値との比率であってもよい。高い脱硫性能を有する脱硫装置１（すなわち、入口と出口におけるＳＯ２濃度差が大きい脱硫装置）では、性能比Ｒとして線形比を用いるとピーキーな特性になるため、このように対数比を用いることで高い感度で的確な診断が可能となる。
【００６８】
続いて脱硫装置１の健全性が許容範囲内において、少なくとも１つの運転条件候補が選定される（ステップＳ５）。ここで運転条件候補とは、ステップＳ４で評価された脱硫装置１の健全性を良好な状態で維持可能な範囲で選択し得る運転条件を意味する。このような運転条件候補は、現時点の運転条件が含まれていてもよく、他に取りうる運転条件が存在しない場合には、現時点の運転条件のみであってもよい。一方、他に取りうる運転条件がある場合には、その候補数は任意でよく、単数又は複数を問わない。
【００６９】
以下の本実施形態では、運転条件候補の一例として、脱硫装置１のユーティリティ動力費に影響が大きな吸収液循環ポンプ１４の運転台数が異なる３つの運転条件候補１−３が選定される場合を例に説明する。図５は吸収液循環ポンプ１４の運転台数に伴う吸収液６の循環量の変化を示すグラフである。吸収液循環ポンプ１４は、その運転台数が変化することによって脱硫装置１のユーティリティ動力費への影響が大きいため、運転台数の異なる運転条件候補を選定することで、脱硫装置１のユーティリティ動力費を最小化可能な経済的運用を実現できる。
【００７０】
尚、吸収液循環ポンプ１４が可変容量式である場合には、吸収液循環ポンプ１４の容量が異なる運転条件候補を選定してもよい。また吸収液循環ポンプ１４がインバータによる回転数制御や可動翼制御によって吸収液６の流量制御を行う場合には、回転数制御量や可動翼の制御量が異なる運転条件候補を選定してもよい。
【００７１】
尚、各運転条件候補において健全性が良好な状態に維持可能であるか否かは、例えば、ステップＳ２で算出された解析性能及びステップＳ３で設定される基準値が、各運転条件においてどのように変化するかを推定することによって判断される。
【００７２】
また運転条件候補を選定する際には、脱硫装置１の脱硫反応において副産物として生成される石膏２４の品質が一定以上に確保できることを条件にしてもよい。脱硫装置１で生成される石膏２４のような副産物は、第三者に売却することでユーザの収入要素となり得る。但し、これらを第三者に売却をするためには、第三者側が望む一定以上の品質が要求される。そのため、運転条件候補は、脱硫装置１の健全性が良好な状態に維持できることだけでなく、副産物の品質が十分に確保できることも条件として加えてもよい。特に、運転条件候補を選定する際に、吸収液６における炭酸カルシウム濃度を高く変更することで健全性を維持することも考えられるが、この場合、炭酸カルシウム濃度を過度に高くすることで石膏中の炭酸カルシウムが増加して石膏純度が低下したり、微粒子が増加する事により石膏含水率が増加し石膏の引き取り業者の引き取り品質を下回る可能性があることに留意すべきである。
【００７３】
続いてステップＳ５で設定された各運転条件候補について収支予測が算出される（ステップＳ６）。収支予測は、各運転条件候補に従って脱硫装置１を運転したときに予測される収支であり、脱硫装置１の運転に関する支出と、脱硫装置１の運転時に生成される副産物の売却による収入とを考慮することで、トータル運転費として算出される。
【００７４】
支出は、脱硫装置１を各運転条件候補に従って運転したときに必要となるコスト項目からなり、例えばユーティリティ動力費、薬剤費及び環境賦課金が含まれる。これらのコスト項目は、それぞれに対応する換算レートに基づいて算出される。例えば、ユーティリティ動力比、薬剤費及び環境賦課金といったコスト項目は、電力レート、燃料・原料レート及び環境賦課金レートに基づいてそれぞれ算出される。
【００７５】
一方、収入は、脱硫装置１の運転時に生成される副産物の売却による収入項目からなり、例えば、石膏２４やＦＬＹＡＳＨの売却費が含まれる。これらの売却費は売却物に対応する売却レートに基づいて算出される。例えば、石膏やＦＬＹＡＳＨの売却費は、それぞれの売却レートに基づいて算出される。
【００７６】
尚、コスト項目や売却費の算出に用いられる各レートは、予めデータベースに格納された情報を用いてもよいし、オペレータが適宜入力した値を用いてもよいし、例えばネットワークを介して外部から取得した情報を用いてもよい。このようなレートは、所定のタイミングで更新されることが好ましい。
【００７７】
続いて支援情報作成部４１８は、ステップＳ５で選定された運転条件候補、及び、ステップＳ６で算出された収支予測を含む支援情報を作成し（ステップＳ７）、当該支援情報を支援用端末４０６に表示する（ステップＳ８）。ここで図６は、図４のステップＳ７で作成される支援情報の一例である。この例では、ステップＳ５で選定された運転条件候補１−３が示されており、各運転条件候補に対応する収支予測として、「ユーティリティ動力（支出）」、「インカム（収入）」及び「トータル運転費（総収支）」が示されている。
【００７８】
また支援情報には、上述の収支予測に加えて、運転条件候補から最適な運転条件を選定するための補助情報が含まれてもよい。図７は、図４のステップＳ７で作成される支援情報に含まれる補助情報の一例である。図７では、補助情報１として、脱硫処理の対象となる排ガスＧ１の状態を示す各パラメータが示されており、具体的には、脱硫装置１の上流側にあるボイラ負荷、排ガスＧ１の流量、脱硫装置１の入口ＳＯ２濃度、出口ＳＯ２濃度、入口ガス温度、出口ガス温度、入口ガス圧力の瞬時値が示されている。また補助情報２として、脱硫装置１の運転状態を示す各パラメータが示されており、具体的には、吸収塔４における吸収液６のレベル、吸収液循環ポンプ１４の稼働台数、吸収液６のｐＨ値及び液比重、酸化用空気２６の流量について、現在指示値がそれぞれ示されている。また補助情報３として、ユーティリティ動力費やインカムを算出する根拠となる各レートが示されており、具体的には、環境賦課金レート、電力レート、燃料レート、原料レート、石膏及びＦＬＹＡＳＨの売却レートが示されている。
【００７９】
このような支援情報は、遠隔支援システム４００の支援用端末４０６上に表示されることにより、支援用端末４０６のオペレータにより認識される。オペレータは、支援用端末４０６上に表示された支援情報を参照することにより、脱硫装置１の現状を把握するとともに、運転条件候補から、ユーザにとって適切な運転条件を選択する（ステップＳ９）。
【００８０】
ステップＳ９における運転条件の選択基準は、支援情報に含まれる収支情報及び各パラメータを総合的に考慮することで設定される。トータル運転費を低く抑えることを重視する場合、図６の例では、トータル運転費が最も低い運転条件候補３が選択される。またユーティリティ動力費を低く抑えることを重視する場合には、ユーティリティ動力費が最も低い運転条件候補３が選択される。またインカムを多く確保することを重視する場合には、インカムが最も大きい運転条件候補１が選択される。
【００８１】
尚、発電プラントのように外部への売電を主事業とする体系では、売電量を最大化することが優先される。また脱硫装置１の副産物である石膏２４の売却価格は、売電価格に比べて低額である。これらの事情を鑑みた場合、ユーティリティ動力費（支出）が最小化される運転条件候補を選択することで、ユーザ側の事業利益を最大化するような運転条件を選定することができる。
【００８２】
また運転条件候補の選定では、支援情報に含まれる補助情報を考慮することで、収支情報に限らない様々な要因を加味してユーザに適した運転条件を選択してもよい。これにより、単純な収支だけでなく、その背景にあるボイラや脱硫装置１の運転状況、あるいは、環境賦課金レートや副産物の売却レートのような外部要因を考慮した総合的な判断を行うことができる。
【００８３】
特にインカムの要素である石膏２４の売却は、バッチ的に行われることが多いため、現時点における売却レートと売却時の実際レートとの間に少なからずギャップがあることを考慮してもよい。
【００８４】
またステップＳ９における運転条件の選択基準は、周辺環境に応じて可変に設定されてもよい。例えば、環境賦課金レートが高い場合には、健全性を優先した運転条件の選定基準を採用し、環境賦課金レートが安い場合には健全性よりもトータル運転費を優先したコスト重視の選定基準を採用してもよい。これにより、周辺環境の変化に応じて、脱硫装置１の健全性を確保しつつ、トータルで経済的有利性を得られるような運転条件の選定が可能となり、ユーザの収益向上に効果的である。
【００８５】
尚、ステップＳ９における運転条件の選定は、支援用端末４０６のオペレータの人為的判断によって行われてもよいし、中央サーバ４０４又は支援用端末４０６によって自動的に行われてもよい。
【００８６】
続いて支援用端末４０６で選択された運転条件は、ネットワーク３００を介してローカル監視システム２００に送信され、クライアント端末２０６に表示される（ステップＳ１０）。これにより、クライアント端末２０６では、遠隔支援システム４００のオペレータによって選択された運転条件が表示される。ユーザは、クライアント端末２０６上に表示された運転条件を認識し、当該運転条件に従った運転を実施することで、経済的な脱硫装置１の運用が可能となる。
【００８７】
尚、本実施形態では、ステップＳ７で作成した支援情報を遠隔支援システム４００の支援用端末４０６側に表示することでオペレータが運転条件の選択を行う場合について説明したが、ステップＳ７で作成した支援情報をクライアント端末２０６に直接表示し、運転条件の選択権をユーザ側に与えるようにしてもよい。
【００８８】
以上説明したように上述の実施形態によれば、遠隔支援システム４００側において脱硫装置１の健全性を監視するとともにユーザにとって適切な運転条件を選定することで、ユーザ側のプラント運用を遠隔的に支援できる。このような運転条件の選定は、脱硫装置１の健全性を確保可能な範囲内において、ユーザ側のニーズに応じて行われ、脱硫装置１の燃料種の変更などがあった場合においても、周辺環境を考慮してユーザの収益性を最大化するような経済的運用を効果的に支援できる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明の少なくとも一実施形態は、吸収剤を用いて排ガス中のＳＯ２を除去する脱硫装置の運転支援システム及び運転支援方法に利用可能である。
【符号の説明】
【００９０】
１  脱硫装置
２  集塵装置
３ａ，３ｂ  排気通路
４  吸収塔
６  吸収液
８  石灰石フィーダ
１０  石灰石
１２  水
１４  吸収液循環ポンプ
１６  吸収液ヘッダ
１８  ノズル
２０  抜出管
２２  脱水器
２４  石膏
２５  脱硫排ガス管
２６  酸化用空気
１００  運転支援システム
２００  ローカル監視システム
２０２  監視用サーバ
２０４  ローカルサーバ
２０６  クライアント端末
３００  ネットワーク
４００  遠隔支援システム
４０４  中央サーバ
４０６  支援用端末
４１０  運転データの入力・取得部
４１２  解析性能算出部
４１４  実測性能取得部
４１６  健全性評価部
４１８  支援情報作成部
【図１】
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【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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