(57)【要約】【課題】バイオマス燃料の燃料流量を精度よく推定する【解決手段】バイオマス発電設備の監視装置であって、第１演算部と、乗算器と、比率算出器と、差分器と、積算器とを含み、供給ホッパからボイラに供給するバイオマス燃料の燃料流量Ｃを推定する推定部を備え、前記第１演算部は、前記供給ホッパから単位時間あたりに供給されるバイオマス燃料の体積Ｗｖと、バイオマス燃料の標準状態での嵩比重Ｑとに基づいて、前記供給ホッパから前記ボイラに供給されるバイオマス燃料の燃料流量Ｂを演算し、前記乗算器は、前記燃料流量Ｂに対して補正値ｑを乗算して、前記燃料流量Ｃを算出し、前記比率算出器は、投入装置が前記供給ホッパに対して投入するバイオマス燃料の燃料流量Ａと前記燃料流量Ｃとの比率を算出し、前記差分器は目標値に対する前記比率の差分を出力し、前記積分器は前記差分器からの入力される前記差分を積分処理して出力し、前記積分器の出力を前記補正値ｑとして前記乗算器に入力する。【選択図】図２
2019074239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオマス発電設備の監視装置であって、
第１演算部と、乗算器と、比率算出器と、差分器と、積算器とを含み、供給ホッパからボイラに供給するバイオマス燃料の燃料流量Ｃを推定する推定部を備え、
前記第１演算部は、前記供給ホッパから単位時間あたりに供給されるバイオマス燃料の体積Ｗｖと、バイオマス燃料の標準状態での嵩比重Ｑとに基づいて、前記供給ホッパから前記ボイラに供給されるバイオマス燃料の燃料流量Ｂを演算し、
前記乗算器は、前記燃料流量Ｂに対して補正値ｑを乗算して、前記燃料流量Ｃを算出し、
前記比率算出器は、投入装置が前記供給ホッパに対して投入するバイオマス燃料の燃料流量Ａと前記燃料流量Ｃとの比率を算出し、
前記差分器は、目標値に対する前記比率の差分を出力し、
前記積分器は、前記差分器からの入力される前記差分を積分処理して出力し、
前記積分器の出力を前記補正値ｑとして前記乗算器に入力する、バイオマス発電設備の監視装置。
【請求項２】
請求項１に記載のバイオマス発電設備の監視装置であって、
クレーン式の投入装置を用いて前記供給ホッパにバイオマス燃料を投入する構成において、
前記推定部は、
前記クレーン式の投入装置により投入されるバイオマス燃料の投入総量の移動平均値に基づいて前記燃料流量Ａを演算する第２演算部を有する、バイオマス発電設備の監視装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のバイオマス発電設備の監視装置であって、
前記燃料流量Ａと前記燃料流量Ｂとの比率を、許容範囲と比較することで、バイオマス燃料の供給状態について、異常を検出する異常検出部を備えた、バイオマス発電設備の監視装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のバイオマス発電設備の監視装置であって、
前記供給ホッパは、バイオマス燃料を供給する供給フィーダを備え、
前記補正値ｑを用いて、前記供給フィーダの回転速度の上限値を変更する上限速度変更部を備える、バイオマス発電設備の監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオマス発電の燃料として使用される木質チップ等のバイオマス燃料の燃料流量を計測する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギーの需要が増大し、また、環境問題への意識が高まっていることから、石炭等の化石燃料に変えて、木質チップ等のバイオマス燃料を用いたバイオマス発電設備の開発が進められている。バイオマス発電設備においては、事業性を確保するために効率のよい定格出力にて高稼働で運転することが必要である。また、運転経費の中で、比率の高い木質チップの品質や流量を監視して、経済性の維持向上に向けた運用が必要となっている。
【０００３】
下記特許文献１には、供給ホッパ１２の下流側に計量コンベア１３を設けており、供給ホッパ１２からボイラへ供給されるバイオマス燃料（木屑）の流量（ｔ/ｈ）を、計量コンベア１３で計測する構成になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５０９２８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の発電設備は、計量コンベアを設けていることから、供給ホッパから供給されるバイオマス燃料の燃料流量を計測出来る。しかし、バイオマス発電設備の中には、計量コンベアを設けていない設備も多く、そうした設備では、バイオマス燃料の燃料流量を計測することが出来ない。そのため、燃料流量を計測できない場合でも、バイオマス燃料の燃料流量を精度よく推定することが求められていた。
【０００６】
本発明は、上記のような事情に基づいて完成されたものであって、バイオマス燃料の燃料流量を精度よく推定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
バイオマス発電設備の監視装置であって、第１演算部と、乗算器と、比率算出器と、差分器と、積算器とを含み、供給ホッパからボイラに供給するバイオマス燃料の燃料流量Ｃを推定する推定部を備え、前記第１演算部は、前記供給ホッパから単位時間あたりに供給されるバイオマス燃料の体積Ｗｖと、バイオマス燃料の標準状態での嵩比重Ｑとに基づいて、前記供給ホッパから前記ボイラに供給されるバイオマス燃料の燃料流量Ｂを演算し、前記乗算器は、前記燃料流量Ｂに対して補正値ｑを乗算して、前記燃料流量Ｃを算出し、前記比率算出器は、投入装置が前記供給ホッパに対して投入するバイオマス燃料の燃料流量Ａと前記燃料流量Ｃとの比率を算出し、前記差分器は目標値に対する前記比率の差分を出力し、前記積分器は前記差分器からの入力される前記差分を積分処理して出力し、前記積分器の出力を前記補正値ｑとして前記乗算器に入力する。
【０００８】
本発明によれば、積分器の出力を補正値ｑとしているため、積分器を用いない場合に比べて、補正のかかり方が緩やかになる。そのため、バイオマス燃料に含まれる水分の変動特性に見合った補正を行うことが出来る。
【０００９】
本発明の一実施態様として、以下の構成が好ましい。
クレーン式の投入装置を用いて前記供給ホッパにバイオマス燃料を投入する構成において、前記推定部は、前記クレーン式の投入装置により投入されるバイオマス燃料の投入総量の移動平均値に基づいて前記燃料流量Ａを演算する第２演算部を有する。本構成では、投入総量の階段状の波形から、燃料流量Ａを得ることが出来る。
【００１０】
本発明の一実施態様として、以下の構成が好ましい。
記燃料流量Ａと前記燃料流量Ｂとの比率を、許容範囲と比較することで、バイオマス燃料の供給状態について、異常を検出する異常検出部を備える。本構成では、ソフト的な処理で、バイオマス燃料の詰まりや水分率の上昇など木質チップの異常を検出することが出来る。
【００１１】
本発明の一実施態様として、以下の構成が好ましい。
前記供給ホッパは、バイオマス燃料を供給する供給フィーダを備え、前記補正値qを用いて、前記供給フィーダの回転速度の上限値を変更する上限速度変更部を備える。本構成では、ボイラに対して湿ったバイオマス燃料が過剰に投入されることを抑制することが出来る。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、バイオマス燃料の燃料流量を精度よく推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態におけるバイオマス発電設備の概略構成図
【図２】推定部の構成を示すブロック図
【図３】木質チップの投入総量のグラフ
【図４】木質チップの投入総量を移動平均処理したグラフ
【図５】積分器に対する入力波形と積分処理後の波形を示す図
【図６】積分器の出力値を示す図
【図７】燃料流量Ａと燃料流量Ｂの時間変化を示す図
【図８】異常検出部の構成を示すブロック図
【図９】判定マップを示す図
【図１０】木質チップの水分を算出する演算部のブロック図
【図１１】比率Ｆ／Ｃと低位発熱量の相関性を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜一実施形態＞
１．バイオマス発電設備Ｐの全体構成の説明
図１には、本発明を適用可能なバイオマス発電設備Ｐの概略構成図を示した。このバイオマス発電設備Ｐは、ボイラ２１と、タービン２３と、発電機２５と、復水器２７と、ポンプ２９と、パグフィルタ３１と、フライアッシュサイロ３３と、排気塔３５と、燃料供給部４０と、が備えられている。
【００１５】
バイオマス発電設備Ｐは、燃料供給部４０より供給される木質チップＵを燃料として、ボイラ２１で蒸気を生成し、生成した蒸気をタービン２３に供給する。そして、蒸気の供給によりタービン２３が回転すると、タービン２３に直結された発電機２５が発電を行う。
【００１６】
また、ボイラ２１の排ガスは、ガス中に含まれる煤じん（フライアッシュ）をパグフィルタ３１でろ過して除去した後、排気塔３５より廃棄される構成となっている。
【００１７】
２．燃料供給装置４０の説明
燃料供給装置４０は、木質チップＵを貯蔵するヤード４１と、ヤード４１に設けられた投入クレーン４３と、供給ホッパ４５と、供給フィーダ４７とを備えている。投入クレーン４３は、図１の左右方向に移動可能である。貯蔵された木質チップＵは、クレーン４３により、供給ホッパ４５に投入される。尚、木質チップが本発明の「バイオマス燃料」に相当する。バイオマス燃料は、木質チップＵ以外に、ＰＫＳ（パーム椰子殻）などを使用することが出来る。
【００１８】
投入クレーン４３は計量器（図略）を付設しており、供給ホッパ４５に投入された木質チップＵの重量計量値[ｔ]を計量する。投入クレーン４３は、供給ホッパ４５内の木質チップＵが所定量減少すると、木質チップＵの投入を行うため、供給ホッパ４５に投入された木質チップＵの投入総量（重量計量値の積算値）[ｔ]のデータは、図３に示すように階段状の波形となる。
【００１９】
ホッパ下部の供給フィーダ４７を駆動すると、供給ホッパ４５から燃料配管４９を通じて燃料である木質チップＵが、ボイラ２１に供給される構成となっている。供給フィーダ４７はスクリュー式であり、スクリュー４８の回転より木質チップＵを供給する。スクリュー４８は、図１にて紙面と直交する方向に複数設ける構成としてもよい。
【００２０】
３．バイオマス発電設備Ｐの電気的構成
バイオマス発電設備は、投入クレーン４３を制御するクレーン制御装置５１と、供給フィーダ４７を制御する供給フィーダ制御装置５５と、総合監視装置７０とを備えている。
【００２１】
総合監視装置７０は、ボイラ入力要求量制御指令部８１と、フィーダ速度制御指令部８３と、木質チップの燃料流量監視部９０と、を備えている。
【００２２】
ボイラ入力要求量制御指令部８１は、発電機２５の発電機出力と、ボイラ２１の主蒸気出力に基づいて、ボイラ２１の入力要求量の指令値を作成する。フィーダ速度制御指令部８３は、ボイラ入力要求量制御指令部８１から出力されるボイラ２１の入力要求量の指令値に基づいて、供給フィーダ４７の回転速度Ｖの指令値を作成し、供給フィーダ制御装置５５に出力する。供給フィーダ制御装置５５は、フィーダ速度制御指令部８３からの指令値に応答して、供給フィーダ４７のスクリュー４８の回転速度Ｖを制御する。
【００２３】
例えば、発電機出力や主蒸気が目標値より低い場合、ボイラ入力要求量制御指令部８１がボイラ入力要求量を高くする指令を送り、フィーダ速度制御指令部８３が供給フィーダ４７の回転速度Ｖを高くする指令を送る。
【００２４】
これにより、供給フィーダ制御装置５５が、供給フィーダ４７の回転速度Ｖを速めるように制御することから、ボイラ２１に対する木質チップＵの供給量が増加する。そのため、発電機出力や主蒸気出力を目標値に近づけることが出来る。
【００２５】
木質チップの燃料流量監視部９０は、木質チップＵの燃料流量Ｃを推定する推定部１００と、異常検出部１２０と、供給フィーダの上限速度を変更する上限速度変更部１４０とを備えている。なお、これら各部１００、１２０、１４０の機能については、以下に詳しく説明する。
【００２６】
４．木質チップＵの燃料流量Ｃの推定
バイオマス発電設備Ｐにおいては、運転経費の中で、比率の高い木質チップＵの燃料流量Ｃを監視して、経済性の維持向上に向けた運用が必要となっている。しかしながら、バイオマス発電設備Ｐは、例えば、計量コンベアなど、供給ホッパ４５からボイラ２１に供給される木質チップＵの燃料流量Ｃを、リアルタイムで直接計測できる計器を有していない。
【００２７】
木質チップＵの燃料流量監視部９０の推定部１００は、供給ホッパ４５からボイラ２１に供給する木質チップＵの燃料流量Ｃを推定する処理を行う。尚、燃料流量Ｃは、供給ホッパ４５から単位時間あたりに供給される木質チップＵの重量であり、単位は[ｔ／ｈ]である。
【００２８】
図２は、燃料流量Ｃを推定する推定部１００の電気的構成を示すブロック図である。推定部１００は、第１演算器１０１と、第２演算器１０３と、乗算器１０５と、割算器１０７と、差分器１０９と、積分器１１１と、を備える。尚、割算器１０７は、本発明の「比率算出部」の一例である。
【００２９】
第１演算器１０１は、木質チップの体積Ｗｖを算出する。木質チップの体積Ｗｖは、供給ホッパ４５により単位時間あたりに供給される木質チップの体積[ｍ３]であり、供給フィーダ４７のスクリュー４８の回転速度Ｖに基づいて、以下の（１）式より求めることが出来る。
【００３０】
Ｗｖ＝Ｋ×Ｎ×Ｗｏ・・・・（１）
【００３１】
Ｗｏは、基準速度Ｖｏでのスクリュー４８の送出容積Ｗｏ（木質チップの送出容積）[ｍ３]であり、定数である。Ｎは、スクリューの数である。Ｋは、スクリューの速度比（Ｖ／Ｖｏ）である。
【００３２】
上記の通り、木質チップＵの体積Ｗｖは、供給フィーダ４７のスクリュー４８の回転速度Ｖにより変化する値である。
【００３３】
第１演算部１０１は、以下の（２）式に基づいて、燃料流量Ｂ[ｔ／ｈ]を算出する。
Ｂ＝Ｗｖ×Ｑ・・・・（２）
Ｑは、標準状態（乾燥状態）での木質チップＵの嵩比重であり、定数である。嵩比重Ｑは、例えば０．９である。
【００３４】
乗算器１０５は、第１演算器１０１の演算した燃料流量Ｂに対して、積分器１１１の出力値である補正値ｑを乗算して燃料流量Ｃを算出する。
Ｃ＝Ｂ×ｑ・・・・（３）
【００３５】
割算器１０７は、乗算器１０５により算出された燃料流量Ｃと、第２演算器１０３により算出される燃料流量Ａの比率Ｘを算出する。
Ｘ＝Ａ／Ｃ・・・・（４）
【００３６】
ここで燃料流量Ａについて説明する。燃料流量Ａは、投入クレーン４３により供給ホッパ４５に対して投入される単位時間当たりの木質チップＵの燃料流量[ｔ／ｈ]である。
【００３７】
具体的に説明すると、図３は木質チップの投入総量[ｔ]の推移を示すグラフである。また、図４は、移動平均処理後の投入総量Ｙのデータを実線で示している。
【００３８】
第２演算部１０３は、投入クレーン４３により供給ホッパ４５に投入される木質チップＵの投入総量[ｔ]のデータの移動平均を算出する。
【００３９】
そして、移動平均処理後の投入総量Ｙのデータから、単位時間Ｔあたりの投入総量の変化量（Ｙ２−Ｙ１）を求めることで、燃料流量Ａを得る。
【００４０】
Ａ＝（Ｙ２−Ｙ１）／Ｔ・・・・・（５）
【００４１】
差分器１０９は、１に対する比率Ｘの差分δを演算して、差分δを積分器１１１に出力する。尚、下記の（６）式に示す右辺１項目の「１」は本発明の目標値に相当する。
【００４２】
δ＝１−Ｘ・・・・・・・・・・・（６）
【００４３】
積分器１１１は、差分δを積分して出力する。具体的には、差分δがプラスの場合、１から差分δの積分値を減算した値ｑを出力する。一方、差分δがマイナスの場合、１に対して差分δの積分値を加算した値ｑを出力する。
【００４４】
ｑ＝１±（１／Ｔ）×∫δ・・・・・（７）
Ｔは積分器１１１の時定数である。（７）式の右辺２項目が差分δの積分値である。
【００４５】
図５は、積分器１１１による積分処理を説明した図であり、（ａ）は入力波形、（ｂ）は積分処理後の波形を示している。また、図６は、δ＞０の場合について、積分器１１１の出力波形（出力値ｑ）を示している。
【００４６】
積分値１１１の出力値ｑは、乗算器１０５に入力される。
【００４７】
乗算器１０５は、（３）式で示したように、燃料流量Ｂに対して補正値（積分器１１１の出力値）ｑを乗算して、燃料流量Ｃを算出する。
【００４８】
補正値ｑによる燃料流量Ｂの補正は、差分δがゼロになるまで続くことから、燃料流量Ｃは、燃料流量Ａとの差が概ねゼロになる値に収束する。すなわち、乗算器１０５と、割算器１０７と、差分器１０９と積分器１１１は、供給ホッパ４５の稼働中（燃料出力中）、燃料流量Ａに対する差がゼロになるように、燃料流量Ｂを補正するフィードバック系を構成している。尚、差分δがゼロになると、積分器１１１の出力は１になる。
【００４９】
以下、補正値ｑによる燃料流量Ｂの補正の作用について説明する。
燃料流量Ａは、供給ホッパ４５に対して投入される燃料流量（ホッパに入る量）、燃料流量Ｂは、供給ホッパ４５からボイラ２１へ供給される燃料流量（ホッパから出て行く量）であり、２つの燃料流量Ａ、Ｂは、定常的には、ほぼ同じ値になる筈である。
【００５０】
燃料流量Ｂは、供給ホッパ４５により単位時間あたりに供給される木質チップＵの体積Ｗｖに対して、木質チップＵの嵩比重Ｑを乗算して得ている。
【００５１】
木質チップＵの嵩比重Ｑは、乾燥状態の値で定数である。しかし、実際の嵩比重Ｑは、木質チップＵの湿り具合（含有する水分量）により変化することから、燃料流量Ｂは、木質チップＵの湿り具合により、誤差が生じる。
【００５２】
一方、燃料流量Ａは、木質チップＵの重量を計量器で実測した数値から算出していることから、湿り具合による誤差が小さい。
【００５３】
そのため、上記のように、燃料流量Ａに対する差分δが概ねゼロになるように、燃料流量Ｂを補正することで、供給ホッパ４５からボイラ２１へ供給される燃料流量Ｃについて、精度のよいデータが得られる。
【００５４】
次に燃料流量Ｂの補正例について説明する。図７は、燃料流量Ａと燃料流量Ｂの時間変化の推移を示す図である。図７に示す区間Ｘ１、Ｘ３のように示すように、燃料流量Ｂの方が燃料流量Ａよりも高い場合、比率Ｘは１よりも小さな数値となり、差分δはプラスになる。
【００５５】
そのため、積分器１１１の出力値、すなわち補正値ｑは、差分δの積算値を１から減算した値となり、１より小さい。以上のことから、燃料流量Ｂに対して、燃料流量Ａとの差を小さくするように補正がかかることになる。
【００５６】
一方、図７の区間Ｘ２のように示すように、燃料流量Ｂの方が燃料流量Ａよりも低い場合、比率Ｘは１よりも大きな数値となり、差分δはマイナスになる。
【００５７】
そのため、積分器１１１の出力値、すなわち補正値ｑは、差分δの積算値を１に対して加算した値となり、１より大きい。以上のことから、燃料流量Ｂに対して、燃料流量Ａとの差を小さくするように補正がかかることになる。
【００５８】
木質チップが湿っている場合、区間Ｘ２に示すように、燃料流量Ａの方が燃料流量Ｂよりも高くなる。従って、補正値ｑは、１よりも大きくなり、燃料流量Ｂは、燃料流量Ａとの差を小さくするように増加補正されることになる。これは、乾燥状態の嵩比重Ｑを、湿った状態に見合うように補正することに他ならない。
【００５９】
次に、積分器１１１の作用について説明する。
木質チップＵに含まれる水分の変化は緩慢である。積分器１１１の出力は、時定数Ｔにより緩やかに変化する。そのため、木質チップＵに含まれる水分変化の緩慢な変化に合うように、補正値ｑを変化させることが出来る。尚、積分器１１１の時定数Ｔは、１時間〜３時間であることが望ましく、２時間が最適である。
【００６０】
積分器１１１を用いずに、差分δを補正値ｑとしてそのまま用いると、以下の問題がある。燃料流量Ｂは、供給フィーダ４７の回転数変化などにより、変化する。こうした変化は、速度の速い変化であり、差分δを補正値としてそのまま用いると、こうした速い変化に反応してしまうことから、ハンチングが起き、燃料流量Ｃが安定しない。
【００６１】
積分器１１１の出力を補正値ｑとする本構成であれば、速度の速い変化には反応が鈍くなるので、ハンチングを抑えることが出来る。
【００６２】
推定部１００は、燃料流量Ｃを推定する処理をリアルタイムで実行し、そのデータを、木質チップＵの燃料流量監視部９０にて監視する構成になっている。
【００６３】
次に異常検出部１２０について説明する。
供給ホッパ４５に貯留された木質チップＵは、スクリュー式の供給フィーダ４７を用いて、ボイラ２１に送られる。
【００６４】
こうしたスクリュー式の供給フィーダ４７では、木質チップＵがスクリュー上部でブリッジを作ってホッパ４５からスクリュー４８に落ちず、スクリュー４８が空回転する場合がある。つまり、スクリュー４８だけが回転し、肝心の木質チップＵが供給されない場合がある。
【００６５】
木質チップＵの供給不良が生じると、ボイラ２１の主蒸気出力が下がる。そのため、ボイラ入力要求量が高くなることから、フィーダ速度制御指令部８３により、供給フィーダ４７の回転速度を速める指令が供給フィーダ制御装置５５に送られる。そのため、供給フィーダ４７の回転速度Ｖが上昇して、燃料流量Ｂが急激に増加（過渡的に増加）するため、燃料流量Ｂと燃料流量Ａとのアンバランスが生じる。
【００６６】
異常検出部１２０は、燃料流量Ｂと燃料流量Ａとのアンバランスを検出することで、ボイラ２１に対する木質チップＵの供給異常を検出するものである。
【００６７】
具体的に説明すると、図８に示すように、異常検出部１２０は、割算器１２１と、判定部１２５とを備えている。割算器１２１は、燃料流量Ａと燃料流量Ｂの比率Ｙを、下記の（８）式にて算出する。
【００６８】
Ｙ＝Ａ／Ｂ・・・・・・・（８）
【００６９】
判定部１２５は、比率Ｙと燃料流量Ａのデータを、判定マップＭに参照して、異常の有無を判定する。
【００７０】
判定マップＭは、図９を示すように、燃料流量Ａと比率Ｙのデータを２軸にとり、正常帯と異常範囲を規定したものである。判定マップＭは、燃料流量監視部９０の記憶部に記憶されている。判定部１２５は、燃料流量Ａと比率Ｙのデータを、判定マップＭに参照し、正常帯の範囲に含まれていれば、異常はないと判定する。
【００７１】
一方、燃料流量Ａと比率Ｙのデータが正常帯に含まれていなければ、異常ありと判定する。異常ありと判定した場合、判定部１２５は、外部に異常発信する。また、供給フィーダ制御装置５５に指令を与え、供給フィーダ４７のスクリュー４８を逆回転させる。スクリュー４８を逆回転することで、ブリッジを解消し、異常を解消することが出来る。
【００７２】
次に上限値補正部１３０について説明する。
例えば、降雨後に伐採された木材を原料とした木質チップＵは、含有する水分量が特に多く、そのような木質チップＵがボイラ２１の燃料として使用されると、燃焼が悪化し、ボイラ２１の主蒸気出力が一気に下がる。
【００７３】
この場合、ボイラ入力要求量が高くなることから、フィーダ速度制御指令部８３により、供給フィーダ４７の回転速度Ｖを速める指令が供給フィーダ制御装置５５に送られる。そのため、供給フィーダ４７の回転速度Ｖが上昇することから、含有する水分量の多い木質チップＵが、ボイラ２１に対して、過剰供給されることになる。
【００７４】
ボイラ２１への投入後、水分が気化して、木質チップＵが乾燥状態になると、今度は、ボイラ２１の燃料状態が急激に好転することから、ボイラ内の温度や圧力が一気に上昇してトラブルの原因となることが懸念される。
【００７５】
上限速度変更部１２０は、下記の（９）に示すように、補正値ｑを用いて、供給フィーダ４７のスクリュー４８の回転速度Ｖの上限値Ｖｍを変更する処理を行う。尚、上限値Ｖｍの変更はリアルタイムで行われる。
【００７６】
Ｖｍ＝Ｖｍ０×ｑ・・・・・・（９）
Ｖｍ０は、ボイラ２１に対して連続的に投入できる最大燃料流量から求められた回転速度Ｖの上限値（初期値）であり、木質チップＵは乾燥した状態を想定している。
【００７７】
そして、上限値Ｖｍのデータは、上限速度変更部１２０から供給フィーダ制御装置５５に送られ、供給フィーダ制御装置５５は、入力される上限値Ｖｍを上限として、供給フィーダ４７のスクリューの回転速度Ｖを制御する。
【００７８】
ボイラ２１の燃焼状態が急激に悪化してボイラ入力要求量が高くなる場合、燃料流量Ｂ＞燃料流量Ａの関係となり、補正値ｑは１よりも小さな値となる。
【００７９】
そのため、上記の（９）式に基づいて、供給フィーダ４７の回転速度Ｖｍの上限値を変更することで、水分の多い木質チップＵがボイラ２１の燃料として使用された場合、そうした燃料が、ボイラ２１に対して過剰投入されることを抑制できる。そのため、ボイラ内の温度や圧力を適正範囲に保つことが出来、ボイラ２１にトラブルが発生することを未然に防止できる。
【００８０】
３．効果
本構成によれば、供給ホッパ４５からボイラ２１に対して供給される木質チップＵの燃料流量Ｃを精度よく推定することが出来る。そのため、発電量に対する使用燃料を正確把握できるなど、燃料管理を精度よく行うことが可能となり、バイオマス発電設備Ｐの経済性に優れた運用が可能となる。
【００８１】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００８２】
（１）上記実施形態１では、木質チップＵの燃料流量監視部９０にて、補正値ｑを用いて、燃料流量Ｃを推定した。燃料流量Ｃは現在の発電機出力を発生させるために必要なリアルタイム燃料流量である。そのため、下記の方法で、ボイラ燃料として現在使用中の木質チップＵの低位発熱量ＬＨＶを推定できる。
【００８３】
具体的に説明すると、以下の（１０）式から、発電機出力ベースの必要燃料量Ｆを求めることが出来る。
【００８４】
Ｑｉｎ＝Ｐ×８５９[kcal/kwh]・・・・・（１０）式
Ｆ＝Ｑｉｎ÷（熱効率÷１００）÷基準燃料の低位発熱量÷１００[kg/h]
Ｐは発電機出力[kwh]である。
基準燃料とは、基準発熱量を保有する木質チップである。
【００８５】
そして、図１０にて示すように、発電機出力ベースの必要燃料量Ｆと、燃料流量Ｃとに基づいて比率Ｆ／Ｃを求め、求めた比率Ｆ／Ｃを、図１１に示す相関データ（比率Ｆ／Ｃと低位発熱量の相関を示すデータ）に参照することで、現在使用中の木質チップの低位発熱量ＬＨＶを算出することが出来る。
【００８６】
そして、現在使用中の木質チップの低位発熱量ＬＨＶを求めることが出来れば、下記の（１０）式より、現在使用中の木質チップの水分率Ｚを求めることが出来る。
【００８７】
Ｚ＝（４５６２−ＬＨＶ）÷５５．７５・・・・・（１０）式
【００８８】
このような演算を、木質チップＵの燃料流量監視部９０の演算部１５０にて行うことで、燃料流量Ｃの監視だけでなく、木質チップＵの水分量を監視することが出来る。
【００８９】
（２）上記実施形態１では、燃料流量Ａと比率Ｙのデータを判定マップＭに参照して異常の有無を判定した。これ以外にも、燃料流量Ａと燃料流量Ｂの比率Ｙの大きさのみに基づいて、ボイラ２１に対する木質チップＵの供給異常を判定してもよい。例えば、比率Ｙの大きさを、許容範囲と比較することで、異常を判定するようにしてもよい。
【００９０】
（３）上記実施形態１では、供給ホッパ４５に燃料を投入する装置がクレーン式であったことから、供給ホッパ４５に投入される木質チップＵの燃料流量Ａをリアルタイムで計測することが出来ず、投入クレーン４３により供給ホッパ４５に投入される木質チップＵの投入総量の移動平均より燃料流量Ａを求めた。供給ホッパ４５に投入される木質チップの燃料流量Ａがリアルタイムで計測可能な場合は、計測値を用いるようにしてもよい。
【００９１】
（４）上記実施形態１では、燃料流量Ｂを第１演算部１０１にて算出し、燃料流量Ａを第２演算部１０３にて算出した。これ以外にも、第１演算部１０１で、燃料流量Ａ、燃料流量Ｂの双方を算出してもよい。すなわち、演算機能を１つにまとめてもよい。
【符号の説明】
【００９２】
２１...ボイラ
２３...タービン
２５...発電機
４０...燃料供給装置
４３...クレーン
４５...供給ホッパ
４７...供給フィーダ
５１...クレーン制御装置
５５...供給フィーダ制御装置
７０...総合監視部
９０...木質チップの燃料流量監視部
１００...推定部
１０１...第１演算部
１０３...第２演算部
１０７...割算器（本発明の「比率算出器」に相当）
１０９...差分器
１１１...積分器
Ｐ...バイオマス発電設備
Ｕ...木質チップ（本発明の「バイオマス燃料」に相当）
【図１】
2019074239.tif 000003
【図２】
2019074239.tif 000004
【図３】
2019074239.tif 000005
【図４】
2019074239.tif 000006
【図５】
2019074239.tif 000007
【図６】
2019074239.tif 000008
【図７】
2019074239.tif 000009
【図８】
2019074239.tif 000010
【図９】
2019074239.tif 000011
【図１０】
2019074239.tif 000012
【図１１】
2019074239.tif 000013