(57)【要約】【課題】より高い精度でボイラの運転を制御することができる発電システム及び発電システム運転方法を提供する。【解決手段】異なる燃料を貯留する複数の燃料貯蔵部を有し、複数の燃料を供給できる燃料供給ユニットと、燃料供給ユニットから供給される燃料毎に複数のバーナを有するボイラと、ボイラで生成される熱により発電を行う発電機と、を備える複数の発電ユニットと、燃料供給ユニットから複数の発電ユニットの燃料の供給を制御し、複数の発電ユニットのボイラのバーナでの燃焼を制御する制御装置と、を有する。制御装置は、複数の発電ユニットの運転状態を調整後運転状態に変更する場合、使用中のバーナの本数の情報を取得し、取得したバーナの本数を維持した状態で、運転状態を調整する。【選択図】図１
2015117860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる燃料を貯留する複数の燃料貯蔵部を有し、複数の燃料を供給できる燃料供給ユニットと、
前記燃料供給ユニットから供給される燃料毎に複数のバーナを有するボイラと、前記ボイラで生成される熱により発電を行う発電機と、を備える複数の発電ユニットと、
前記燃料供給ユニットから複数の前記発電ユニットの燃料の供給を制御し、複数の前記発電ユニットの前記ボイラの前記バーナでの燃焼を制御する制御装置と、を有し、
前記制御装置は、複数の前記発電ユニットの運転状態を調整後運転状態に変更する場合、使用中のバーナの本数の情報を取得し、取得したバーナの本数を維持した状態で、運転状態を調整することを特徴とする発電システム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記使用中のバーナの本数の情報に基づいて、各燃料の流量の調整範囲を設定し、設定した燃料の流量の調整範囲で、運転状態を調整することを特徴とする請求項１に記載の発電システム。
【請求項３】
前記制御装置は、取得したバーナの本数を維持した状態で、運転状態を調整しても変更後運転状態を満たさない場合、前記使用中のバーナの本数を変更して、運転状態を調整することを特徴とする請求項１または２に記載の発電システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記使用中のバーナの本数を変更して、運転状態を調整する場合、１本のバーナの使用状態を変更して運転状態を調整し、変更後運転状態を満たさない場合、使用状態を変更するバーナの本数を増加して運転状態を調整することを特徴とする請求項３に記載の発電システム。
【請求項５】
異なる燃料を貯留する複数の燃料貯蔵部を有し、複数の燃料を供給できる燃料供給ユニットと、前記燃料供給ユニットから供給される燃料毎に複数のバーナを有するボイラと、前記ボイラで生成される熱により発電を行う発電機と、を備える複数の発電ユニットと、を有する発電システムの前記燃料供給ユニットから複数の前記発電ユニットの燃料の供給を制御し、複数の前記発電ユニットの前記ボイラの前記バーナでの燃焼を制御する発電システム運転方法であって、
複数の前記発電ユニットの運転状態を調整後運転状態に変更する場合、使用中のバーナの本数の情報を取得し、
取得したバーナの本数を維持した状態で、運転状態を調整することを特徴とする発電システム運転方法。
【請求項６】
前記使用中のバーナの本数の情報に基づいて、各燃料の流量の調整範囲を設定し、設定した燃料の流量の調整範囲で、運転状態を調整することを特徴とする請求項５に記載の発電システム運転方法。
【請求項７】
取得したバーナの本数を維持した状態で、運転状態を調整しても変更後運転状態を満たさない場合、前記使用中のバーナの本数を変更して、運転状態を調整することを特徴とする請求項５または６に記載の発電システム運転方法。
【請求項８】
前記使用中のバーナの本数を変更して、運転状態を調整する場合、１本のバーナの使用状態を変更して運転状態を調整し、変更後運転状態を満たさない場合、使用状態を変更するバーナの本数を増加して運転状態を調整することを特徴とする請求項７に記載の発電システム運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の燃料を燃焼する複数のボイラを有する発電システム及び発電システム運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の燃料を燃焼する複数のボイラを備える発電システムがある。この発電システムの制御方法としては、特許文献１に記載されているように、複数のボイラの夫々の蒸発量を検出すると共に夫々のボイラに供給する複数種の燃料の夫々の流量を検出し、検出した蒸発量と燃料流量とを変数として総蒸発量又は夫々の燃料総量から夫々のボイラに供給される複数種の燃料の夫々の流量を算出し、この算出値に基づいて複数のボイラの複数種の燃料の流量を調整するようにしたことを特徴とする燃料供給量調整方法が記載されている。また、特許文献２には、バーナに供給される燃料圧力を燃料種毎にそれぞれ測定し、燃料種毎の燃料圧力と流量との特性に基づいて燃料圧力の実測値からそれぞれの燃料流量を演算した後、該演算して求めた燃料流量の平均値を求め、さらに該平均値と各々の燃料流量の演算値とを比較して偏差を求め、該偏差量と燃焼装置の負荷指令に対応する蒸気圧力を出力するための燃料流量の信号である燃料マスター信号に応じて各々の種類のバーナの燃焼発熱量が均一になるように、各々の種類の燃料流量を制御することを特徴とする燃料混焼制御方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−１９７８０１号公報
【特許文献２】特開平８−１２８６２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、発電システムは、運転状態を変更する際に、効率よく燃料を燃焼するため、ボイラで使用するバーナ本数を切り換える場合がある。つまり、燃料を燃焼するバーナの点火消火を行う場合がある。しかしながら、バーナの点火と消火が頻繁に発生すると操作が煩雑となる。また、バーナの使用に制約がある場合、対象のバーナを点火、消火できない場合があり、目標の運転状態を維持できない場合が生じる。
【０００５】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、より高い精度でボイラの運転を制御することができる発電システム及び発電システム運転方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するための本発明は、異なる燃料を貯留する複数の燃料貯蔵部を有し、複数の燃料を供給できる燃料供給ユニットと、前記燃料供給ユニットから供給される燃料毎に複数のバーナを有するボイラと、前記ボイラで生成される熱により発電を行う発電機と、を備える複数の発電ユニットと、前記燃料供給ユニットから複数の前記発電ユニットの燃料の供給を制御し、複数の前記発電ユニットの前記ボイラの前記バーナでの燃焼を制御する制御装置と、を有し、前記制御装置は、複数の前記発電ユニットの運転状態を調整後運転状態に変更する場合、使用中のバーナの本数の情報を取得し、取得したバーナの本数を維持した状態で、運転状態を調整することを特徴とする。
【０００７】
また、前記制御装置は、前記使用中のバーナの本数の情報に基づいて、各燃料の流量の調整範囲を設定し、設定した燃料の流量の調整範囲で、運転状態を調整することが好ましい。
【０００８】
また、前記制御装置は、取得したバーナの本数を維持した状態で、運転状態を調整しても変更後運転状態を満たさない場合、前記使用中のバーナの本数を変更して、運転状態を調整することが好ましい。
【０００９】
また、前記制御装置は、前記使用中のバーナの本数を変更して、運転状態を調整する場合、１本のバーナの使用状態を変更して運転状態を調整し、変更後運転状態を満たさない場合、使用状態を変更するバーナの本数を増加して運転状態を調整することが好ましい。
【００１０】
上述した課題を解決するための本発明は、異なる燃料を貯留する複数の燃料貯蔵部を有し、複数の燃料を供給できる燃料供給ユニットと、前記燃料供給ユニットから供給される燃料毎に複数のバーナを有するボイラと、前記ボイラで生成される熱により発電を行う発電機と、を備える複数の発電ユニットと、を有する発電システムの前記燃料供給ユニットから複数の前記発電ユニットの燃料の供給を制御し、複数の前記発電ユニットの前記ボイラの前記バーナでの燃焼を制御する発電システム運転方法であって、複数の前記発電ユニットの運転状態を調整後運転状態に変更する場合、使用中のバーナの本数の情報を取得し、取得したバーナの本数を維持した状態で、運転状態を調整することを特徴とする。
【００１１】
また、発電システム運転方法は、前記使用中のバーナの本数の情報に基づいて、各燃料の流量の調整範囲を設定し、設定した燃料の流量の調整範囲で、運転状態を調整することが好ましい。
【００１２】
また、発電システム運転方法は、取得したバーナの本数を維持した状態で、運転状態を調整しても変更後運転状態を満たさない場合、前記使用中のバーナの本数を変更して、運転状態を調整することが好ましい。
【００１３】
また、発電システム運転方法は、前記使用中のバーナの本数を変更して、運転状態を調整する場合、１本のバーナの使用状態を変更して運転状態を調整し、変更後運転状態を満たさない場合、使用状態を変更するバーナの本数を増加して運転状態を調整することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、使用しているバーナの本数を維持した状態で運転状態を変更することを優先させることで、バーナの点火と消火の頻度を低減することができる。これにより、制御を簡単にすることができ、より高い精度でボイラの運転を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施形態の発電システムの概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、発電システムのボイラの概略構成を示す模式図である。
【図３】図３は、発電システムのボイラの概略構成を示す断面図である。
【図４】図４は、発電システムの制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、発電システム運転方法の動作を示すフローチャートである。
【図６】図６は、発電システム運転方法の動作を示すフローチャートである。
【図７】図７は、発電システム運転方法の動作を示すフローチャートである。
【図８】図８は、発電システム運転方法の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】
【００１６】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。本実施形態の発電システムは、燃料として種々の燃料を用いることができ、例えば、石炭、石油、重油、軽油、バイオマス等を用いることができる。
【００１７】
以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態について詳しく説明する。図１は、本発明の実施形態の発電システムの概略構成を示す模式図である。図２は、発電システムのボイラの概略構成を示す模式図である。図３は、発電システムのボイラの概略構成を示す断面図である。図４は、発電システムの制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【００１８】
発電システム１０は、第１発電ユニット１４と、第２発電ユニット１６と、第３発電ユニット１８と、燃料供給ユニット１９と、制御装置２０と、出力装置２１と、を有する。
【００１９】
第１発電ユニット１４は、第１ボイラ２２と、熱交換器３０と、タービン３４と、復水器３５と、発電機３６と、を有する。第２発電ユニット１６は、第２ボイラ２４と、熱交換器３０と、タービン３４と、復水器３５と、発電機３６と、を有する。第３発電ユニット１８は、第３ボイラ２６と、熱交換器３０と、タービン３４と、復水器３５と、発電機３６と、を有する。第１発電ユニット１４と、第２発電ユニット１６と、第３発電ユニット１８とは、基本的な構成は同様であるので、代表して第１発電ユニット１４の各部について説明する。
【００２０】
第１ボイラ２２は、燃料供給ユニット１９から供給される複数の燃料と空気を混合して燃焼させる。第１ボイラ２２は、図２に示すように、複数のバーナ７０と、複数のバーナ７２と、複数のバーナ７４と、を有する。複数のバーナ７０は、図２に示すように、第１ボイラ２２の延在方向に複数段配置され、図３に示すように第１ボイラ２２の周方向に複数点、本実施形態では、矩形の第１ボイラ２２の４隅の全てに配置されている。また、バーナ７２、バーナ７４も同様である。バーナ７０、７２、７４のそれぞれには燃料供給ユニット１９から燃料が供給される。また、第２ボイラ２４と、第３ボイラ２６とは、各燃料を噴射するバーナの本数や、燃焼特性が異なるのみで、基本的な構造は、第１ボイラ２２と同様である。燃料供給ユニット１９とバーナ７０、７２、７４と、の接続関係は、後述する。
【００２１】
熱交換器３０は、第１ボイラ２２で燃料が燃焼されて生成する燃焼ガスまたは排ガスと熱媒との間で熱交換を行うことで熱媒を加熱し、燃焼ガスまたは排ガスの熱を回収する。タービン３４は、熱交換器３０で加熱され、気体（蒸気）となって膨張した熱媒の力により、回転される。復水器３５は、タービン３４を通過した熱媒を冷却し、再び熱交換器３０に供給する。発電機３６は、タービン３４に接続され、タービン３４とともに回転することで、発電を行う。
【００２２】
第１発電ユニット１４は、以上のように第１ボイラ２２で燃料を燃焼し、加熱された燃焼ガスまたは排ガスを生成し、熱交換器３０で燃焼ガスまたは排ガスの熱を回収し、その熱エネルギーでタービン３４を回転させることで、発電機３６を回転させ発電する。第２発電ユニット１６、第３発電ユニット１８も同様の構成に、第２ボイラ２４と第３ボイラ２６で燃料を燃焼し、それぞれ熱交換器３０で熱を回収しタービン３４を回転させることで、発電機３６で発電を行う。
【００２３】
燃料供給ユニット１９は、第１発電ユニット１４と、第２発電ユニット１６と、第３発電ユニット１８と、に燃料を供給する。燃料供給ユニット１９は、第１燃料貯蔵部４０と、第２燃料貯蔵部４２と、第３燃料貯蔵部４４と、第１燃料ライン５０と、第１燃料制御弁５２ａ、５２ｂ、５２ｃと、第２燃料ライン５４と、第２燃料制御弁５６ａ、５６ｂ、５６ｃと、第３燃料ライン５８と、第３燃料制御弁６０ａ、６０ｂ、６０ｃと、を有する。
【００２４】
第１燃料貯蔵部４０は、第１燃料を貯留している。第１燃料貯蔵部４０は、第１燃料を貯留するタンクや、タンクに貯留された第１燃料を第１燃料ライン５０に供給するポンプ等を備えている。第２燃料貯蔵部４２は、第２燃料を貯留している。第２燃料貯蔵部４２は、第２燃料を貯留するタンクや、タンクに貯留された第２燃料を第２燃料ライン５４に供給するポンプ等を備えている。第３燃料貯蔵部４４は、第３燃料を貯留している。第３燃料貯蔵部４４は、第３燃料を貯留するタンクや、タンクに貯留された第３燃料を第３燃料ライン５８に供給するポンプ等を備えている。第１燃料と、第２燃料と、第３燃料とは、互いに異なる燃料である。具体的には、第１燃料と、第２燃料と、第３燃料とは、組成が異なり、カロリーや沸点が異なる。
【００２５】
第１燃料ライン５０は、一方の端部が第１燃料貯蔵部４０に接続され、他方の端部が複数に分岐し、それぞれ第１ボイラ２２、第２ボイラ２４、第３ボイラ２６に接続されている。第１燃料ライン５０は、第１燃料貯蔵部４０に貯留されている第１燃料を第１ボイラ２２、第２ボイラ２４、第３ボイラ２６のそれぞれに供給する。第１燃料制御弁５２ａは、第１燃料ライン５０の分岐し、第１ボイラ２２と接続している部分に配置されている。第１燃料制御弁５２ａは、第１ボイラ２２への第１燃料の供給、停止、さらに第１ボイラ２２に供給する第１燃料の流量を制御する。第１燃料制御弁５２ｂは、第１燃料ライン５０の分岐し、第２ボイラ２４と接続している部分に配置されている。第１燃料制御弁５２ｂは、第２ボイラ２４への第１燃料の供給、停止、さらに第２ボイラ２４に供給する第１燃料の流量を制御する。第１燃料制御弁５２ｃは、第１燃料ライン５０の分岐し、第３ボイラ２６と接続している部分に配置されている。第１燃料制御弁５２ｃは、第３ボイラ２６への第１燃料の供給、停止、さらに第３ボイラ２６に供給する第１燃料の流量を制御する。
【００２６】
また、第１燃料ライン５０は、図２及び図３に示すように、第１燃料制御弁５２ａよりも第１ボイラ２２側の部分が、バーナ７０の数と同じ数に分岐した分岐管８０となっており、それぞれの分岐管８０がバーナ７０と接続されている。また、それぞれの分岐管８０には、バーナ制御弁８２が設けられている。バーナ制御弁８２は、分岐管８０が接続されているバーナ７０への第１燃料の供給、停止、さらにバーナ７０に供給する第１燃料の流量を制御する。また、図２及び図３では、第１ボイラ２２についてのみ示したが、第１燃料ライン５０は、第１燃料制御弁５２ｂよりも第２ボイラ２４側の部分が、第２ボイラ２４に設けられた第１燃料を燃焼するバーナに対応する数に分岐し、それぞれの分岐管にバーナ制御弁が設けられている。第３ボイラ２６も同様である。
【００２７】
第２燃料ライン５４は、一方の端部が第２燃料貯蔵部４２に接続され、他方の端部が複数に分岐し、それぞれ第１ボイラ２２、第２ボイラ２４、第３ボイラ２６に接続されている。第２燃料ライン５４は、第２燃料貯蔵部４２に貯留されている第２燃料を第１ボイラ２２、第２ボイラ２４、第３ボイラ２６のそれぞれに供給する。第２燃料制御弁５６ａは、第２燃料ライン５４の分岐し、第１ボイラ２２と接続している部分に配置されている。第２燃料制御弁５６ａは、第１ボイラ２２への第２燃料の供給、停止、さらに第１ボイラ２２に供給する第２燃料の流量を制御する。第２燃料制御弁５６ｂは、第２燃料ライン５４の分岐し、第２ボイラ２４と接続している部分に配置されている。第２燃料制御弁５６ｂは、第２ボイラ２４への第２燃料の供給、停止、さらに第２ボイラ２４に供給する第２燃料の流量を制御する。第２燃料制御弁５６ｃは、第２燃料ライン５４の分岐し、第３ボイラ２６と接続している部分に配置されている。第２燃料制御弁５６ｃは、第３ボイラ２６への第２燃料の供給、停止、さらに第３ボイラ２６に供給する第２燃料の流量を制御する。
【００２８】
また、第２燃料ライン５４も、第１燃料ライン５０と同様に、第２燃料制御弁５６ａよりも第１ボイラ２２側の部分がバーナ７２の数と同じ数に分岐した分岐管８４となっており、それぞれの分岐管８４がバーナ７２と接続されている。また、それぞれの分岐管８４には、バーナ制御弁８６が設けられている。バーナ制御弁８６は、分岐管８４が接続されているバーナ７２への第２燃料の供給、停止、さらにバーナ７２に供給する第２燃料の流量を制御する。また、図２及び図３では、第１ボイラ２２についてのみ示したが、第２燃料ライン５４は、第２燃料制御弁５６ｂよりも第２ボイラ２４側の部分が、第２ボイラ２４に設けられた第２燃料を燃焼するバーナに対応する数に分岐し、それぞれの分岐管にバーナ制御弁が設けられている。第３ボイラ２６も同様である。
【００２９】
第３燃料ライン５８は、一方の端部が第３燃料貯蔵部４４に接続され、他方の端部が複数に分岐し、それぞれ第１ボイラ２２、第２ボイラ２４、第３ボイラ２６に接続されている。第３燃料ライン５８は、第３燃料貯蔵部４４に貯留されている第３燃料を第１ボイラ２２、第２ボイラ２４、第３ボイラ２６のそれぞれに供給する。第３燃料制御弁６０ａは、第３燃料ライン５８の分岐し、第１ボイラ２２と接続している部分に配置されている。第３燃料制御弁６０ａは、第１ボイラ２２への第３燃料の供給、停止、さらに第１ボイラ２２に供給する第３燃料の流量を制御する。第３燃料制御弁６０ｂは、第３燃料ライン５８の分岐し、第２ボイラ２４と接続している部分に配置されている。第３燃料制御弁６０ｂは、第２ボイラ２４への第３燃料の供給、停止、さらに第２ボイラ２４に供給する第３燃料の流量を制御する。第３燃料制御弁６０ｃは、第３燃料ライン５８の分岐し、第３ボイラ２６と接続している部分に配置されている。第３燃料制御弁６０ｃは、第３ボイラ２６への第３燃料の供給、停止、さらに第３ボイラ２６に供給する第３燃料の流量を制御する。
【００３０】
また、第３燃料ライン５６も、第１燃料ライン５０、第２燃料ライン５４と同様に、第３燃料制御弁６０ａよりも第１ボイラ２２側の部分が、バーナ７４の数と同じ数に分岐した分岐管８８となっており、それぞれの分岐管８８がバーナ７４と接続されている。また、それぞれの分岐管８８には、バーナ制御弁９０が設けられている。バーナ制御弁９０は、分岐管８８が接続されているバーナ７４への第３燃料の供給、停止、さらにバーナ７４に供給する第３燃料の流量を制御する。また、図２及び図３では、第１ボイラ２２についてのみ示したが、第３燃料ライン５８は、第３燃料制御弁６０ｂよりも第２ボイラ２４側の部分が、第２ボイラ２４に設けられた第２燃料を燃焼するバーナに対応する数に分岐し、それぞれの分岐管にバーナ制御弁が設けられている。第３ボイラ２６も同様である。
【００３１】
燃料供給ユニット１９は、以上のような構成であり、第１ボイラ２２、第２ボイラ２４及び第３ボイラ２６のそれぞれに第１燃料、第２燃料及び第３燃料を供給する。また、燃料供給ユニット１９は、第１ボイラ２２、第２ボイラ２４及び第３ボイラ２６のそれぞれに設けられたバーナ制御弁８２を制御することで、第１燃料を燃焼するバーナ７０の使用、停止を切り換えたり、燃焼する第１燃料の流量を制御したりする。燃料供給ユニット１９は、第１ボイラ２２、第２ボイラ２４及び第３ボイラ２６のそれぞれに設けられたバーナ制御弁８６を制御することで、第２燃料を燃焼するバーナ７２の使用、停止を切り換えたり、燃焼する第２燃料の流量を制御したりする。燃料供給ユニット１９は、第１ボイラ２２、第２ボイラ２４及び第３ボイラ２６のそれぞれに設けられたバーナ制御弁９０を制御することで、第３燃料を燃焼するバーナ７４の使用、停止を切り換えたり、燃焼する第３燃料の流量を制御したりする。
【００３２】
制御装置２０は、発電システム１０の各部の動作を制御し、発電量を制御する。制御装置２０は、図４に示すように、運転情報取得部１００と、燃料情報取得部１０２と、演算処理部１０４と、を有する。運転情報取得部１００は、第１発電ユニット１４、第２発電ユニット１６、第３発電ユニット１８及び燃料供給ユニット１９から取得される情報であり、第１燃料、第２燃料、第３燃料の各ラインでの流量、バーナ７０、７２、７４の使用状態、発電機３６での発電量の情報等がある。運転情報取得部１００は、制御時に出力される制御信号に基づいて情報を取得してもよいし、測定対象の各部に各種用途のセンサを設けて、計測した結果を情報として取得してもよい。
【００３３】
燃料情報取得部１０２は、第１燃料、第２燃料、第３燃料の情報を取得する。燃料の情報としては、燃料の種類、成分、カロリー、燃焼時の特性（最適な燃焼条件）等がある。燃料の情報や、作業者によって入力された情報を取得しても、センサや分析計でタンクやラインにある燃料を自動で計測した結果を取得してもよい。
【００３４】
演算処理部１０４は、運転情報取得部１００と燃料情報取得部１０２と設定された条件に基づいて、発電システム１０の調整後の運転状態を算出する。演算処理部１０４は、配分モデル作成部１１０と、指標設定部１１２と、制約条件設定部１１４と、バーナ制限設定部１１６と、計算部１１８と、を有する。
【００３５】
配分モデル作成部１１０は、最適なモデルを設定するための各種情報に基づいてモデルを作成する。配分モデル作成部１１０は、燃料バランス、発電需要バランス及び発電特性等のモデルが作成される。燃料バランスは、例えば、第１燃料貯蔵部から供給される第１燃料＝第１ボイラに供給される第１燃料の流量＋第２ボイラに供給される第１燃料の流量＋第３ボイラに供給される第１燃料の流量という式である。発電需要バランスは、各発電機の発電量の合計値＝発電システムの発電量という式である。発電特性とは、発電ユニット毎の、燃料流量に各燃料の流量あたりの発電量の特性をかけた値の合計値である。指標設定部１１２は、運転状態を調整する際の条件が設定される。例えば、全体の発電量を目標値にする、燃料の購入費用を最小にする、特定の燃料の使用量を低減する等である。制約条件設定部１１４は、各燃料の燃料使用量の上限、下限や、各ボイラの発電能力の上限、下限等を設定する。バーナ制限設定部１１６は、計算時にバーナ７０、７２、７４の変更の可否、変更可能時の優先順位等、バーナ７０、７２、７４の点火消火の条件等、バーナ７０、７２、７４にかかわる各種制限の情報が記憶されている。計算部１１８は、配分モデル作成部１１０、指標設定部１１２、制約条件設定部１１４及びバーナ制限設定部１１６で設定されたモデルと条件に基づいて、計算を行う。制御装置２０による処理は後述する。
【００３６】
出力装置２１は、演算処理部１０４で算出した結果を出力する。出力装置２１は、画像を表示するモニタ等の表示装置、結果を印刷するプリンタ等の印刷装置、音を出力するスピーカ等の音声出力装置である。
【００３７】
次に、図５から図８を用いて、発電システム１０の動作、つまり発電システム１０の運転方法の一例について説明する。図５から図８は、それぞれ発電システム運転方法の動作を示すフローチャートである。図５から図８に示す処理は、制御装置２０が取得した情報、設定された条件に基づいて演算処理を行うことで、処理を実行することができる。
【００３８】
制御装置２０は、運転状態の調整指示を検出する（ステップＳ１２）。例えば、制御装置２０は、指標設定部１１２に指標を変更する操作が入力された場合、当該入力を運転状態の調整指示として検出する。制御装置２０は、運転状態の調整指示を検出したら、運転情報及び燃料情報を取得する（ステップＳ１４）。制御装置２０は、運転情報取得部１００で現状の発電システム１０が稼働している条件を取得し、燃料情報取得部１０２で燃焼している第１燃料、第２燃料及び第３燃料の情報を取得する。
【００３９】
制御装置２０は、運転情報と燃料情報を取得したら、バーナの使用本数を維持して調整後の運転状態を決定する（ステップＳ１６）。ここで、調整後の運転状態とは、調整指示を反映して調整した運転状態である。また、バーナの使用本数を維持してとは、点火しているバーナをそのまま点火させ、消火しているバーナをそのまま消火させた状態という意味である。
【００４０】
図６を用いて、バーナの使用本数を維持して調整後の運転状態を決定する処理について説明する。制御装置２０は、ボイラ毎に各燃料で使用しているバーナの本数を検出し（ステップＳ３０）、バーナの本数に基づいて、燃料の流量の調整範囲を決定する（ステップＳ３２）。つまり、制御装置２０は、現在点火しているバーナを点火し、現在消火しているバーナを消火したままの状態で、各ボイラに第１燃料、第２燃料及び第３燃料を供給可能な流量の範囲を決定する。
【００４１】
制御装置２０は、燃料の流量の調整範囲を決定したら、運転状態を調整し（ステップＳ３４）、調整後の運転状態が条件を満たすかを判定する（ステップＳ３６）。つまり、バーナの使用本数を維持して決定した調整後の運転状態が、調整指示で設定された条件を満足しているかを判定する。制御装置２０は、条件を満たす（ステップＳ３６でＹｅｓ）と判定した場合、図６の処理を終了する。
【００４２】
制御装置２０は、条件を満たさない（ステップＳ３６でＮｏ）と判定した場合、調整範囲で変更可能な条件があるかを判定する（ステップＳ３８）。つまり、調整後の運転状態が条件を満たす方向で、調整できる条件があるかを判定する。制御装置２０は、変更可能な条件がある（ステップＳ３８でＹｅｓ）と判定した場合、ステップＳ３４に戻り、運転状態を調整し、ステップＳ３６の判定処理を行う。制御装置２０は、変更可能な条件がない（ステップＳ３８でＮｏ）と判定した場合、図６に示す処理を終了する。
【００４３】
制御装置２０は、運転状態を決定したら、調整後の運転状態が条件を満たすかを判定する（ステップＳ１８）。制御装置２０は、図６の処理のステップＳ３６でＹｅｓと判定している場合、条件を満たしており、図６の処理のステップＳ３８でＮｏと判定している場合、条件を満たしていない。制御装置２０は、条件を満たす（ステップＳ１８でＹｅｓ）と判定した場合、ステップＳ２４に進む。
【００４４】
制御装置２０は、条件を満たさない（ステップＳ１８でＮｏ）と判定した場合、バーナの使用本数の変更条件を取得し（ステップＳ２０）、変更条件に基づいて、調整後の運転状態を決定し（ステップＳ２２）、ステップＳ２４に進む。
【００４５】
図７を用いて、バーナの使用本数を変更して調整後の運転状態を決定する処理について説明する。制御装置２０は、バーナの調整条件を検出する（ステップＳ４０）。つまり、制御装置２０は、バーナ制限設定部１１６の設定に基づいて、バーナの点火、消火を調整する場合の条件つまり処理の優先順位及び制約条件の少なくとも一方を検出する。なお、条件としては、点火消火をするバーナの優先順位の設定がある。制御装置２０は、調整条件を検出したら、ボイラ毎に各燃料で使用しているバーナの本数を変更する（ステップＳ４２）。制御装置２０は、バーナの調整条件に基づいて、変更する対象のバーナを特定し、特定したバーナの使用本数を変更する。
【００４６】
制御装置２０は、バーナの使用本数を変更したら、バーナの本数に基づいて、燃料の流量の調整範囲を決定する（ステップＳ４４）。制御装置２０は、燃料の流量の調整範囲を決定したら、運転状態を調整し（ステップＳ４６）、調整後の運転状態が条件を満たすかを判定する（ステップＳ４８）。つまり、決定した調整後の運転状態が、調整指示で設定された条件を満足しているかを判定する。制御装置２０は、条件を満たす（ステップＳ４８でＹｅｓ）と判定した場合、図７の処理を終了する。
【００４７】
制御装置２０は、条件を満たさない（ステップＳ４８でＮｏ）と判定した場合、調整範囲で変更可能な条件があるかを判定する（ステップＳ５０）。つまり、調整後の運転状態が条件を満たす方向で、調整できる条件があるかを判定する。制御装置２０は、変更可能な条件がある（ステップＳ５０でＹｅｓ）と判定した場合、ステップＳ４６に戻り、運転状態を調整し、ステップＳ４８の判定処理を行う。制御装置２０は、変更可能な条件がない（ステップＳ５０でＮｏ）と判定した場合、ステップＳ４２に戻り、バーナの使用本数を再度変更して、ステップＳ４４以降の処理を再び行う。制御装置２０は、調整後の運転状態が条件を満たすまで、バーナの使用本数の変更または運転状態の調整を繰り返す。
【００４８】
制御装置２０は、条件を満たす調整後の運転状態を決定したら、変更条件に基づいて、調整後の運転状態を確定し、本処理を終了する。
【００４９】
また、制御装置２０は、調整後の運転状態を確定したら、その条件に基づいて、弁開度等を調整することで、各燃料の流量を調整する。また、制御装置２０は、バーナ７０、７２、７４の点火消火を自動で切り換えることができる場合、確定した運転状態に基づいて、発電システムの運転状態を変更させる。これにより、自動的に調整後の運転状態とすることができる。制御装置２０は、バーナ７０、７２、７４の点火消火を自動で切り換えない場合、出力装置２１から作業者に点火、消火するバーナの情報を報知する。
【００５０】
発電システム１０は、以上のように計算を行うことで、例えば下記表１の運転状態において、第２燃料の流量を１２０から９０にするという指標を入力した場合、表２に示す運転状態が算出される。これに対して、バーナの使用本数を考慮せずに、下記表１の運転状態において、第２燃料の流量を１２０から９０にするという指標を入力した場合、表３の運転状態が算出される。
【００５１】
【表１】
2015117860.tif 000003
【００５２】
【表２】
2015117860.tif 000004
【００５３】
【表３】
2015117860.tif 000005
【００５４】
表２と表３の比較の通り、本実施形態の処理を行うことで、表１の状態からの使用本数の変動を少なくしつつ、目的の運転状態とすることができる。
【００５５】
発電システム１０は、第１ボイラの使用本数から順に変更するという設定とした場合、まず表４に示すようにバーナの使用本数を維持したままでは所望の運転状態を実現できない。具体的には、第２燃料合計を１２０から９０にできない。そこで、表５に示すように第１ボイラのバーナの使用本数を変更し、表１の状態からの使用本数の変動を少なくしつつ、目的の運転状態とすることができる。
【００５６】
【表４】
2015117860.tif 000006
【００５７】
【表５】
2015117860.tif 000007
【００５８】
このように発電システム１０及び発電システム運転方法は、バーナの使用状態を考慮しつつ、使用本数の変動を抑えて運転状態を制御することで、運転状態の変動によってバーナの点火と消火の切換が生じることを抑制できる。これにより、実行できない運転状態が算出されることを抑制でき、作業負担を小さくすることができる。
【００５９】
また、発電システム１０は、バーナ運用に関する制約で消火直後に再点火を禁じている場合があるため、バーナが点火可能な状態かを判定し、その結果に基づいて、使用するバーナの本数の変更を設定することが好ましい。図８を用いて、処理の一例を説明する。制御装置２０は、停止したバーナがあるかを判定する（ステップＳ６０）。停止したバーナとは、点火した状態から消火した状態に切り換えられたバーナである。制御装置２０は、停止したバーナがない（ステップＳ６０でＮｏ）と判定した場合、本処理を終了する。
【００６０】
制御装置２０は、停止したバーナがある（ステップＳ６０でＹｅｓ）と判定した場合、停止後の経過時間≦閾値時間であるかを判定する（ステップＳ６２）。制御装置２０は、停止後の経過時間＞閾値時間である（ステップＳ６２でＮｏ）と判定した場合、稼働可能なバーナ、つまり点火できるバーナに設定し（ステップＳ６４）、ステップＳ６８の処理に進む。制御装置２０は、停止後の経過時間≦閾値時間である（ステップＳ６２でＹｅｓ）と判定した場合、制御対象のバーナから除外し（ステップＳ６６）、ステップＳ６８の処理に進む。つまり、制御装置２０は、点火できないバーナとして点火、消火の調整対象からはずす。制御装置２０は、バーナの設定を行ったら、全ての停止バーナの判定が完了したかを判定する（ステップＳ６８）。制御装置２０は、全ての停止バーナの判定が完了していない（ステップＳ６８でＮｏ）と判定した場合、ステップＳ６２に戻り、判定していない停止バーナについての判定処理を行う。制御装置２０は、全ての停止バーナの判定が完了した（ステップＳ６８でＹｅｓ）と判定した場合、本処理を終了する。
【００６１】
発電システム１０は、以上のように、バーナが再点火できるかを判定し、その結果に基づいて、使用するバーナの本数の変更を設定する。これにより、実際には採用することができない運転状態が算出されることを抑制することができ、より高い精度で運転状態を制御することができる。また、上記実施形態では、停止したバーナについて検討したが、点火してから一定時間は消火できないバーナを有する場合、点火してから一定時間経過していないバーナは、消火できないバーナに設定し、使用するバーナの本数の変更を設定することが好ましい。
【００６２】
また、発電システム１０は、運転状態の変動を予測し、その結果に基づいて、バーナの使用本数の調整を行うようにしてもよい。例えば、発電量の増加（燃料流量の増加）が予測される場合には、バーナの使用本数を増加しやすい制約条件を設定し、発電量の減少（燃料流量の減少）が予測される場合には、バーナの使用本数を減少しやすい制約条件とするようにしてもよい。これにより、バーナの点火と消火の頻度を少なくすることができ、運転できない運転状態を算出することを防ぎ、発電システム１０を高い精度で制御することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１０  発電システム
１４  第１発電ユニット
１６  第２発電ユニット
１８  第３発電ユニット
１９  燃料供給ユニット
２０  制御装置
２２  第１ボイラ
２４  第２ボイラ
２６  第３ボイラ
３０  熱交換
３４  タービン
３５  復水器
３６  発電機
４０  第１燃料貯蔵部
４２  第２燃料貯蔵部
４４  第３燃料貯蔵部
５０  第１燃料ライン
５２ａ、５２ｂ、５２ｃ  第１燃料制御弁
５４  第２燃料ライン
５６ａ、５６ｂ、５６ｃ  第２燃料制御弁
５８  第３燃料ライン
６０ａ、６０ｂ、６０ｃ  第３燃料制御弁
７０、７２、７４  バーナ
８０、８４、８８  分岐管
８２、８６、９０  バーナ制御弁
１００  運転情報取得部
１０２  燃料情報取得部
１０４  演算処理部
１１０  配分モデル作成部
１１２  指標設定部
１１４  制約条件設定部
１１６  バーナ制限設定部
１１８  計算部
【図１】
2015117860.tif 000008
【図２】
2015117860.tif 000009
【図３】
2015117860.tif 000010
【図４】
2015117860.tif 000011
【図５】
2015117860.tif 000012
【図６】
2015117860.tif 000013
【図７】
2015117860.tif 000014
【図８】
2015117860.tif 000015