(57)【要約】【課題】石炭灰有効利用支援システムを有効に作動させるために、石炭灰出荷予定時において、要求仕様に従った石炭灰出荷量と石炭灰品質が得られるよう、石炭焚ボイラの各サイロや機器の運用解を得るための石炭灰出荷スケジューリング装置を提供する。【解決手段】石炭火力発電プラント内の機器における灰出荷に関わる各装置に関するif-thenルールを表した論理式あるいは論理積で制約条件を表した論理式を優先度に応じた順番を付して並べ、各装置の状態をこれら論理式に代入して優先順に従いまた式の値によって指示される経路に従って求解し、全ての式が矛盾を持たないような解を見出す推論マシンを備え、推論マシンは、各装置の状態を変更しては試行を繰り返し、出荷予定時において要求仕様に従った石炭灰出荷量と石炭灰品質が得られるようなプラント運用解を得るために作動する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭焚ボイラ設備で発生する石炭灰を灰品質にしたがってサイロに分配し必要により灰品質の調整をして出荷するようにした石炭火力発電プラントにおける石炭灰有効利用支援システムに組み込む石炭灰出荷スケジューリング装置であって、該石炭火力発電プラント内の石炭灰出荷に関わる装置おのおのについて石炭灰を流通させる上で制約となる条件をif-thenルールあるいは論理積で表した論理式を優先度に応じた順番を付して並べ、前記各装置の状態を前記論理式に代入して前記順番に従って解いて最後の段階に到達するときの前記各装置の状態を見出す推論マシンを備え、前記各装置の状態を変更しては試行を繰り返し、出荷予定時において要求仕様に従った出荷量と品質の石炭灰を生成させるプラント運用解を得ることを特徴とする石炭灰出荷スケジューリング装置。
【請求項２】
前記推論マシンは、総合制約条件、灰処理装置制約条件、分級器制約条件、石炭灰移送装置制約条件、ブレンディングサイロ制約条件、船積設備制約条件の順に演算して前記プラント運用解を求めることを特徴とする請求項１記載の石炭灰出荷スケジューリング装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の石炭灰出荷スケジューリング装置を備えた石炭火力発電プラント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石炭火力発電所の石炭焚ボイラで生ずる石炭灰の有効利用を支援するコンピュータ支援システムに組み込む石炭灰出荷スケジューリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
資源量、経済性、運用容易性などの観点から石炭を燃料とする石炭火力発電所が多数存在する。石炭火力発電所は、ベース発電所でありながら負荷変動にも対応できることが求められ、燃料炭には多種多様な海外炭を使用することが求められる。このため、石炭の使用計画をいかに的確に実施するかが重要な課題である。
【０００３】
非特許文献１には、石炭火力発電所の貯炭場における運用支援用の計算機システムが開示されている。このシステムの中心は貯炭場在庫予測機能で、受入計画や払出計画などのケーススタディを含んだシミュレーション機能を備えて、石炭消費計画が発電計画を満たしているか、また指定した銘柄が混炭燃焼可能であるかなどを確認しながら、将来の石炭の在庫量および貯炭場の積山状況を予測することにより、貯炭場の運用計画立案の支援を行う。
【０００４】
一方、ボイラ運用に伴い発生する石炭灰は、産業廃棄物として埋め立て処分するが、近年環境問題が顕在化したため、従来のように石炭灰を単に廃棄するのではなく、セメント会社等、石炭灰を有効利用することができる灰需要家に売却する動きが活発である。灰需要家に売却するためには、利用目的に適う品質要求を満たすようにする必要がある。しかし、様々な原料炭から得られる石炭灰は品質もいろいろであるので、適当な品質の灰を適当な割合で混合して需要家の要求品質に適応するようにしてから出荷しなければならない。
【０００５】
石炭灰の分別は粒度に基づいて行われるが、要求仕様は、さらに強熱減量、密度、比表面積、メチレンブルー吸着量などを規定する場合がある。したがって、分別した石炭灰がそのままでは需要家の要求を満たさないときには、異なる品質の石炭灰を収納した複数のサイロからそれぞれ適当量の石炭灰を集めてブレンドして出荷する。
原料炭の特性が異なれば粒度が同じでも他の特性が異なるため、在庫中の石炭灰からブレンドする銘柄と量を適切に決定して要求仕様を満たすフライアッシュを調合することができる場合がある。しかし、的確なブレンド方法を決定するためには大変な経験と熟練を要する。
【０００６】
また、発電所は生産した電気により収入を得るが、これに伴って発生する石炭灰の埋立場の不足や廃棄費用も無視できない状況になってきている。このため、場合によっては、石炭灰の需要家の要請に合うように、炭種の調整やボイラプラントの運用を調整して売却し、発電コストを低減させる要求もでてくる。このように、ボイラ運用も、電力供給と石炭灰売却の間の整合を取りながら、上流側と下流側の両方から計画を策定する必要が出てきた。
従来、発電、運炭、ボイラの運用計画に灰の売却、廃棄の計画を組み込むことは難しく、１ヶ月程度の長期計画において考慮することがせいぜいであった。
【０００７】
なお、プラントを実際に運用すれば多量の運用実績ができるので、これらのデータを利用可能な状態で蓄積して、計画した運用方法の詳細な検証をすることが好ましい。
また、従来は個別の需要家の灰納入仕様を満たすためには、オペレータの経験則に頼ったプラント運用をする他なかったが、灰売却時の品質調整を行うことを目的とした自動制御を組み込めば、熟練者でなくても的確な運用を行うことができる。
【０００８】
石炭火力発電プラントの運用計画策定を支援するシステムを開示したものに、たとえば特許文献１がある。
この特許文献１には、ボイラで発生し電気集塵機で回収するフライアッシュを貯蔵するサイロのレベル変化を予測して表示する灰処理設備運用支援用計算機が開示されている。
このシステムは、炭種ごとに知られている燃料中の灰分、灰がフライアッシュとなる比率、電気集塵機の集塵効率を用い、ボイラの負荷予定曲線と燃料供給予定曲線を与えてフライアッシュの灰輸送量を算出し、現時点におけるサイロのレベルをオンラインで測定して今後のレベル変化の予測値を表示する。
【０００９】
ボイラから発生する灰量はボイラ負荷によって大きく変化するので、フライアッシュサイロの現状レベルを知っても実際にボイラから供給されてくる灰を確かに受け入れられるか、予め排出して受け入れの余地を作っておく必要があるかは分からない。そこで、計算機システムによって将来のレベル変化を予測してその結果を提示し、運用員がサイロから灰を排出する必要を正しく判断させるようにしたものである。
このように、特許文献１に開示された技術は受け入れ用サイロのレベル管理に使用するもので、石炭灰出荷のために灰需要家の要求仕様に適合するように成分調整をしたり、予定される灰販売需要に合わせてプラントの運用計画を立てることに役立つ情報を提供するものではない。
【００１０】
本願発明者は、石炭火力発電所の石炭焚ボイラで生ずる石炭灰を灰品質にしたがってサイロに分配し必要により灰品質の調整をして出荷することにより石炭灰の有効利用を図るプラント運用計画の策定を支援するコンピュータ支援システムを開発した。
このコンピュータ支援システムは、ボイラプラントの制御装置または灰分析装置を介して運用の実績値を収集してデータベースに蓄積し、シミュレータとスケジューラによってボイラの石炭灰排出部位における排出灰量と灰品質の時間変化を推定し、サイロへの移送系統を仮定してサイロにおけるレベルと灰品質の時間変化を予測し、データ入力装置から入力した灰納入仕様を満たす出荷が可能になるサイロ選択とブレンディング操作を見いだして石炭火力発電プラントの運用計画を策定し、さらに運用計画や運用実績値を適宜に表示して運用を支援するものである。
【００１１】
上記の石炭灰有効利用支援システムを用いると、石炭火力発電プラントにおける石炭灰の発生やその灰品質、あるいはボイラ各部位からサイロまで、またサイロ間の灰移送時間、ブレンディング時間、ブレンディングのためのサイロ選択、工程中の灰品質変化状況、出荷操作など、プラント運用計画に必要な諸パラメータを算定して表示するので、適切な運用計画を策定することができる。
【００１２】
また、データベースには、灰量や灰品質など必要なデータが、通常のプラント運用業務を通じて長期間にわたる運用実績としてデータベース化して蓄積されるので、過去の運用方法の検証を行うことにより、また近似した条件における実績を参照することにより、個々の灰需要についてプラント運用計画を作成するに際し、必要な諸パラメータを算定する上で必要な情報を実績値として的確に取得することができ、運用計画の信頼性を向上させることができる。
【００１３】
さらに、本システムでは、灰処理装置のシミュレーションや、灰処理装置、出荷設備、石炭焚ボイラ設備のスケジューリングなどを組み合わせて用いるので、個別設備における比較的短期間の詳細な運用計画を立案することもできる。
しかし、的確なプラント運用計画を策定するためには、正確なシミュレーションとスケジューリングができることが肝要である。
【００１４】
【特許文献１】
特開平９−２９６９２４号公報
【非特許文献１】
神田一基他、「石炭火力発電所における揚運炭設備の運用管理計算機システム」、川崎重工技報、平成１０年１月、第１３６号
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、石炭火力発電プラントにおいて石炭灰有効利用支援システムを的確に作動させて、灰需要家の要求仕様に適合する灰成分を持った石炭灰を調整するために、灰出荷設備、灰処理装置、さらに石炭焚ボイラ設備のスケジューリングを行うスケジューリング装置を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
石炭焚ボイラ設備で発生する石炭灰を灰品質にしたがってサイロに分配し必要により灰品質の調整をして出荷するようにした石炭火力発電プラントにおける石炭灰有効利用支援システムに組み込んで使用する、本発明の石炭灰出荷スケジューリング装置は、石炭火力発電プラント内の機器における石炭灰出荷に関わる装置について、そのおのおのに関するif-thenルールを表した論理式あるいは論理積を取るべき制約条件を表した論理式を優先度に応じた順番を付して並べ、各装置の状態をこれら論理式に代入して優先順に従いまた式の値によって指示される経路に従って求解し、全ての式が矛盾を持たないような解を見出す推論マシンを備える。
【００１７】
この推論マシンは、各装置の状態を変更しては試行を繰り返し、出荷予定時において要求仕様に従った石炭灰出荷量と石炭灰品質が得られるようなプラント運用解を得るために作動する。
なお、この推論マシンは、総合制約条件、灰処理装置制約条件、分級器制約条件、石炭灰移送装置制約条件、ブレンディングサイロ制約条件、船積設備制約条件の順に演算して、主として時間に関する最適なプラント運用解を求める。
推論マシンを備えた石炭灰出荷スケジューリング装置は、ソフトウエアであってもよいことはいうまでもない。
【００１８】
本発明の石炭灰出荷スケジューリング装置は、石炭焚ボイラ設備で発生する石炭灰を灰品質にしたがってサイロに分配し需要者の要求仕様に従って灰品質の調整をして出荷するようにした石炭火力発電プラントにおける石炭灰有効利用支援システムに組み込んで使用することができる。石炭灰有効利用支援システムには、石炭焚ボイラ設備内の機器における灰品質に関する物理モデルを格納して品質や堆積量の変化を推定するシミュレーション装置が本発明のスケジューリング装置と共に組み込まれている。
【００１９】
石炭灰有効利用支援システムが対象とする石炭火力発電プラントは、石炭焚ボイラ設備と灰処理装置と出荷設備を備える。
石炭焚ボイラ設備はエアヒータ、エコノマイザ、電気集塵機の各ホッパから石炭灰を排出し、灰処理装置は粗粉サイロ、回収サイロ、細粉サイロと、さらに回収サイロの排出灰を灰の粒度に基づいて粗粉サイロと細粉サイロに分配する分級器を備え、出荷設備はブレンディングサイロ、船積サイロ、灰積込装置を備える。
【００２０】
本発明のスケジューリング装置は、顧客が出荷を希望する石炭灰の品質、量、出荷時期を入力すると、その時期の石炭焚ボイラ各装置の状態を検証して、顧客の要求仕様に応じた石炭灰調整ができるようなスケジュールを策定する。
スケジュール装置には、各装置における制約条件あるいはif-thenルールを表す論理式を優先順に並べて格納されていて、装置の条件をこれらの論理式に当てはめて論理式の全てを満足する条件を探索し、その結果をスケジュール案として計画担当者に提示する。
【００２１】
なお、スケジュールを策定するために必要になる各機器における灰品質灰量と各機器間の移送量はシミュレーション装置により求めることができる。
スケジューリング装置は、シミュレーション装置により求められた石炭焚ボイラ設備から灰処理サイロへの移送を実現するため、配管経路のうち可能なものを選択して設定し、移送時間を計算し、移送開始時刻と移送終了時刻を推定する。
石炭焚ボイラ設備の石炭灰排出部位における灰生成量は、ボイラへの石炭投入量、石炭中の灰分量、石炭のフライアッシュ比、各機器の捕集効率を掛け合わせた値として評価する。排出量は、排出配管における最大流量とする。これらの値から、ホッパに堆積した石炭灰の回収に要する時間を算定することができる。
【００２２】
また、分級器の稼働ができることを確認して操作時刻を算出する。
さらに、シミュレーション装置により求められた最適な移送組み合わせに基づいて、灰処理装置のサイロと出荷設備のブレンディングサイロや船積サイロの間の移送経路を選択し、移送時間を算定して、移送操作期間を予定する。
さらに、ブレンディングサイロや船積サイロから灰積込装置への移送や配船のスケジュールを算定する。また、灰処理サイロから石炭灰を直接受け出すタンクローリ車の配車スケジュールも策定することができる。
顧客の要求量が満たせない場合は、残量について再びスケジューリングをする。また、演算対象とした灰需要の他にさらに灰需要が見込めれば、再度スケジューリングを行い、新しい灰需要を含めて実現可能な操作計画を立案する。
【００２３】
立案された運用計画は、表示装置を介してプラントの運用計画担当者らに表示し、計画担当者が承認すると、将来の適宜な時刻に実行される承認済み計画としてデータベースに登録され、実際の運用時期になったときにプラント運用操作員に表示され、実際のプラント運用に対する支援情報として活用される。
なお、予定された状況において、灰処理から船積みまでの工程を調整することでは需要家の要求を満たせないことが明らかになったときには、その旨を計画担当者に報知して、長期的な電力需要や灰需要に基づいて立案された発電計画と運炭計画を見直して、当該需要家の灰納入仕様を満たすようにプラント運用計画を変更できないか検討を促すことができる。
【００２４】
本発明の石炭灰出荷スケジューリング装置を石炭灰有効利用支援システムに組み込んで使用すれば、試行錯誤法あるいは収束法による最適計画を探り出す場合にも、比較的短時間で的確な運用計画案を得て提示することができ、熟練者の経験則によらずに実行可能な的確な計画を策定することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、実施例を用いて本発明の石炭灰出荷スケジューリング装置を詳細に説明する。
図１は本実施例の石炭灰出荷スケジューリング装置の作動を説明するフロー図、図２から図５はその詳細なフロー図、図６は本実施例を使用する石炭灰有効利用支援システムの構成を説明するブロック図、図７はシステムの作用を説明するブロック図、図８はシステムの動作論理を説明するフロー図、図９は対象とする石炭火力発電プラントを示すブロック図である。
【００２６】
本実施例の石炭灰出荷スケジューリング装置を利用する石炭灰有効利用支援システムは、灰需要家の品質要求に適合するフライアッシュを調合して供給するプラント運用方法を立案して提示するシステム、もしくは操作員がそのような運用計画を立案するときに効果的に支援するシステムである。
本システムの適用対象となる石炭火力発電プラントは、図９に示すように、石炭焚ボイラ設備１から出る石炭灰を灰処理装置２で貯留して、需要家の要請に合わせて成分調整した上で出荷設備３から船積出荷するものである。灰処理装置２は原則として石炭焚ボイラ設備１に付属させるので、石炭焚ボイラ設備と灰処理装置はそれぞれ複数存在することもある。一方、出荷設備３は複数の灰処理装置に対して共通に１式設けられるのが普通である。
【００２７】
石炭火力発電プラントをさらに詳しく説明すると、石炭焚ボイラ設備１は、石炭焚ボイラ１１、エコノマイザＥＣＯとエアヒータＡＨ１２、電気集塵機ＥＰ１３、および煙突１４を備える。石炭焚ボイラ１１で発生する熱気流は石炭焚ボイラ１１内の伝熱面やエコノマイザＥＣＯとエアヒータＡＨ１２で熱回収され、電気集塵機ＥＰ１３を通って煙突１４で大気に放出される。
石炭焚ボイラ１１で石炭を燃焼すると石炭灰が発生して熱気流に搬送されるが、搬送された石炭灰のうち粗粉灰の大部分はエコノマイザＥＣＯとエアヒータＡＨ１２の底から回収される。
【００２８】
電気集塵機ＥＰ１３はガスの流れに沿って集塵ユニットが直列に並んでいて、上流から下流にかけて粒度の大きい石炭灰から順に回収される。上流側のユニットで回収される石炭灰にはエコノマイザＥＣＯとエアヒータＡＨ１２で取り残された粗粉灰が混じるが、下流側ユニットでは細粉灰だけが回収される。
なお、石炭焚ボイラ１１の底に落ちたクリンカは下に設けたクリンカホッパで一旦捕集し、クリンカ中継タンク２１に貯蔵し直接排出して埋設する。クリンカの一部は路盤材として利用している。
【００２９】
石炭焚ボイラ設備１から排出される石炭灰は、灰処理装置２で灰の粒度にしたがって分別して貯蔵した後、適宜払い出す。灰処理装置２はクリンカ中継タンク２１の他に、灰捕集機２２、サイクロン２３、分級器２４、細粉サイロ２５、回収サイロ２６、粗粉サイロ２７を備える。以下ではときに、細粉サイロと回収サイロと粗粉サイロを総称して灰処理サイロと呼ぶ。
灰捕集機２２は、エコノマイザＥＣＯとエアヒータＡＨ１２、電気集塵機ＥＰ１３の底に設けられたホッパに溜まった灰をそれぞれ真空吸引して捕集する装置である。灰捕集機２２には切替弁を備え、エコノマイザＥＣＯとエアヒータＡＨ１２と電気集塵機ＥＰ１３の上流側ユニットから吸引した粗粉灰は粗粉サイロ２７に送り、電気集塵機ＥＰ１３の下流側ユニットから回収される細粉灰は細粉サイロ２５に送る。
【００３０】
また、電気集塵機ＥＰ１３の中流ユニットから回収した石炭灰には粗粉灰と細粉灰が混在するため一旦回収サイロ２６に貯留する。なお、各ホッパは、灰品質によりあるいは運用上の必要に応じて、回収サイロ２６に石炭灰を排出できるように配管切り替えができる。
灰捕集機２２の入口配管に灰分析器２８を備えて、石炭焚ボイラ設備１から排出される石炭灰をサンプリングしてその特性を測定する。
【００３１】
回収サイロ２６の石炭灰は、分級器２４に搬送されて粒度にしたがって分離され、細粉灰がサイクロン２３で回収され細粉サイロ２５に送って貯蔵し、粗粉灰は粗粉サイロ２７に落とされる。分級器２４の回転ベーンの回転数を上げればより細かい灰が分離できる。細粉サイロ２５に貯蔵した細粉灰はコンクリートやセメントの混和材などとして有効利用することができ、需要に応じて出荷する。
粗粉サイロ２７に貯蔵された粗粉灰と回収サイロ２６に貯蔵された石炭灰は、粘土代替として利用するか、需要のあるフライアッシュの成分調整代として混入して利用することができる。
これらサイロから直接に石炭灰を取り出してタンクローリ２９で出荷することもできる。
【００３２】
灰の出荷設備３は、ブレンディングサイロ３１、船積サイロ３２、灰積込装置３３を備える。海岸や河岸、あるいは湖岸に立地した火力発電所では、船を使ってフライアッシュを輸送することが合理的であるため、灰積込装置３３は船積施設となり、トラック輸送など他の手段が好ましい場合には、それぞれの手段に合わせた施設が用意されることになる。
ブレンディングサイロ３１は、灰処理サイロ２５，２６，２７から石炭灰をそれぞれ適当量受容し、混合して需要家の要求仕様を満たすようにして灰積込装置３３に送る。ブレンディングサイロ３１には、高圧のコンプレッサを使用したミキシング装置が備えられていて、灰を空気攪拌して灰中の成分を均質化する。
【００３３】
また、船積サイロ３２は船で大量の灰を払い出すために石炭灰を貯蔵しておくサイロである。混合する必要がないときにも使用するが、主に回収サイロ２６や粗粉サイロ２７に貯留した有効利用しにくい灰を廃棄する場合に使用する。
灰積込装置３３は調整された石炭灰や廃棄する石炭灰をフライアッシュ輸送船３４に積み込み、需要地や廃棄場に運搬させる。
なお、図に示していないが、灰処理装置２から出荷設備３の各装置に、また出荷設備３の各装置間で石炭灰を輸送するために、空気圧力を用いた灰圧力輸送装置が設けられている。
ブレンディングサイロ３１や船積サイロ３２の内容物はタンクローリ３５に払い出して処理することもできる。
【００３４】
石炭灰を利用する需要家は、目的によって異なる品質を要求する。
コンクリートに混合して利用するフライアッシュについては、ＪＩＳ  Ａ  ６２０１に規定があって、酸化珪素成分比、湿分、強熱減量、密度、４５μｍふるい残分、比表面積（ブレーン値）、フロー比値、活性度指数について評価することにより、シリカフライアッシュをＩ種からIV種までの４種類に分類している。
コンクリート混和材やセメント混合材としてはフライアッシュＩ種またはII種しか利用できないが、固化盤など道路材料や土壌改良材、建設汚泥再生利用にはＪＩＳ規格外のフライアッシュまで利用することができる。ただし、普通に有価で売却できるのはフライアッシュII種までで、III種は場合によっては売却が可能であるが、IV種以下は廃棄費用を出して処分してもらう状況である。
また、農業や建築の分野では特別な炭種を指定して販売できる場合もある。
【００３５】
なお、需要家によっては、メチレンブルー吸着量を品質の基準として使用することがある。メチレンブルー吸着量は、コンクリートに添加する一種の表面活性剤の効果を殺すため適正に管理する必要がある未燃炭素分の良好な指標となる。
需要家は、ＪＩＳや自己の基準に基づいた品質等級、納入量、納入期日を指定して、取引要求をする。発電所は、これに応えることができるか否かを検討して、応じられるときには実際に指定された期日に指定された品質のフライアッシュを指定された量だけ出荷する。
各サイロ２５，２６，２７のいずれかに貯蔵されている石炭灰の性質と量が需要家の要求を満たすならば、そのサイロから船積サイロ３２に排出させて灰積込装置３３で船積みすればよい。また、いずれのサイロも条件を満たす石炭灰を貯蔵していない場合は、複数のサイロの内容物を適当量ずつ取り出してブレンディングサイロ３１で混合し成分調整を行ってから出荷する。
【００３６】
このためには、サイロ中の石炭灰の特性を正確に把握しておかなければならない。サイロ中の成分分析は、配管中の灰分析器２８で自動分析した結果を用いることができる。しかし、灰分析器２８の結果は時間がたってから入手することになるため、その分析結果を呈する石炭灰がどのサイロに貯蔵されたものであるか正確に特定することが困難である。
また、一つのサイロも下から上まで同じ性質の石炭灰が貯蔵されているわけではなく、石炭焚ボイラ設備１の異なる部分から捕集した石炭灰を層状に重ねて収納することも普通に行われるし、同じ部位から捕集したものでも、原料炭が異なったり、ボイラ運用条件が異なれば、石炭灰の性状は変化する。
【００３７】
このため、サイロからサンプルを採取し、分析室の自動分析器で分析して結果を得ることもできる。サイロからサンプルを採取して分析する場合でも、正確な結果を得るためには深さ方向に何個ものサンプル点を設定して多数の分析を行う必要がある。
またさらに、いくつかの石炭灰を複合して要求仕様に合わせる方法では、考慮すべき特性値が複数あり、原料とすることができる石炭灰が限られるので、調合方法を選択するためには、高度な計算能力と経験に裏付けられた直感的な解決能力が必要となり、熟練作業員が担当する作業となっている。
しかも、この場合でも納入期日が将来のいつかであれば、その時のサイロ内状態はその日までの発電計画や運炭計画から各サイロに溜まる石炭灰の性状と量を推定しなければならない。このような推定を人が行うことは困難で、納入時に条件を満たす石炭灰を貯蔵しているかどうかも簡単には分からない。まして、どのような調合方法をとればよいかを知ることは熟練者にとっても極めて難しい。
【００３８】
また、発電ボイラの運用や燃料炭の選択は、灰処理装置の運用とは独立に行われることが普通である。しかし、サイロに貯蔵されることになる石炭灰の特性が適合しないため需要家の要求する品質仕様を満たすような組み合わせがどうしても得られなくなる場合には、総合的な経済性を考慮して石炭灰有効利用処理に適合するような原料炭使用計画を策定することが好ましいこともある。
こうした原料炭使用計画は短期的なものであるとはいえ、長期の発電計画や運炭計画、あるいは各ボイラの運用計画と矛盾しないようにする必要があり、十分に裏付けされた前提に基づいて計画を立てることが重要である。
【００３９】
石炭灰有効利用支援システムは、図６のシステム構成図に説明するように、電子計算機ネットワークシステムを用いて、各サイロの貯蔵される石炭灰の性状と量を推定し、需要家の要求に合うように石炭灰を調合して供給するための灰処理装置の運用計画を立案したり、必要な資料を適切に提供して計画担当者が立案するのを支援するものである。
電子計算機システムは、発電事務所とプラント運転室と関連事務所に、それぞれ必要なユニットを設置して利便を図っている。
【００４０】
図６に示すように、発電事務所１１０にはデータベース装置１１１と運用計画を立てる演算装置１１２と運用の計画と実績を表示する運用計画実績閲覧用装置１１３を備えたＬＡＮが組まれていて、ルータ１１４を介して他の事務所のＬＡＮと接続されている。
データベース装置１１１には、石炭焚ボイラ設備１、灰処理装置２、出荷設備３における石炭灰処理に関する運用条件とその結果を格納して蓄積するプラント運用実績データベース１１５と、顧客情報と石炭灰の出荷や廃棄の実績を登録する出荷実績データベース１１６と、石炭焚ボイラ設備１、灰処理装置２、出荷設備３に関する確定した運用計画を格納する運用計画データベース１１７が設けられる。
【００４１】
石炭火力発電プラントの灰処理装置２と出荷設備３の各サイトにあるプラント運転室１２０には、プラント制御装置１２１とプラントのデータを収集するデータ収集装置１２２と運用計画実績閲覧用装置１２３を備えて、ルータ１２４を介して他の事務所のＬＡＮと接続されている。
灰処理装置２と出荷設備３におけるサイロや分級器などの各要素装置にはそれぞれ制御系が付属していて、各プラント運転室１２０に設けられたプラント制御装置１２１によりシーケンス制御を中心とした制御が施される。また、制御系の要素が発生する各種の情報、オンライン分析器からの信号入力、および石炭灰成分の分析結果などの入力データは、データ収集装置１２２に格納され、さらにルータ１２４，１１４を介してデータベース装置１１１に集約される。
【００４２】
また、運炭場や出荷所など発電所内外の関連部門事務所１３０にも、ルータ１３２を介して発電事務所１１０に接続される運用計画実績閲覧用装置１３１を備えて、石炭灰処理作業の状況を把握し、適切な作業計画の提示を受けて、必要な作業を適切なタイミングで実行することができるようになっている。
なお、複数のボイラ設備が存在する場合は、発電事務所１１０はそれらを統合する主事務所であってもよく、また各設備ごとに設けた現場事務所であってもよい。各設備ごとに設けるときは、さらに、上位の管理事務所に管理用電子計算機を設けて、各設備から必要な情報を集めて処理するようにすることが便利である。
【００４３】
図７には、石炭灰有効利用支援システムの全体像を作用に基づいて説明するブロック図が示されている。太い矢印線でシステム要素間の信号の動きを示し、細い矢印線で作業者の指示の方向を示している。
図７中の右上に示された、石炭焚ボイラ設備１、灰処理装置２、出荷設備３を含む石炭火力発電プラント２００に対して、鎖線で囲った本実施例の石炭灰有効利用支援システム１００が付属して、オペレータや計画員に灰の販売に伴う灰処理設備の運用に関する適切な情報を提供して判断の支援を行う。
【００４４】
別途、電力需要予測２０１や石炭価格２０２に基づいて、長期の発電計画２１１が立てられ、さらにそれに見合った石炭購入、貯蔵、使用について長期運炭計画２１２が立てられる。さらに、灰需要予測２０３を加味して各ボイラごとに長期運用計画２１３が立案される。
支援システム１００は、各ボイラの長期運用計画２１３を演算装置１１２に付属するデータ入力装置１１８を介して入力し、さらに、灰需要家から引き合いを受けたあるいは受注した個々の石炭灰の納入条件、すなわち灰納入仕様２０４をデータ入力装置１１８から入力する。
一方、石炭火力発電プラント２００のボイラの各機器、サイロ、分級器、サイクロン、灰積込装置などの実際の状況と石炭灰自動分析装置で得られる分析データが、石炭焚ボイラ設備１、灰処理装置２、出荷設備３それぞれの装置に設置された制御装置１２１とデータ収集装置１２２により収集され、データベース装置１１１に集約される。
【００４５】
データ収集装置１２２により収集されるプラントに関するデータとして、石炭灰を受け入れたときの各サイロのレベル変化、各ボイラ部位から各灰処理サイロまでの系統選択操作、各灰処理サイロから各移送先サイロへの系統選択操作、各ボイラの負荷変化、各ボイラで使用した石炭種、ブレンディング操作、灰積込装置操作などがある。
また、石炭灰自動分析装置から取得するデータには、酸化シリコン、酸化カルシウム、酸化鉄などの組成、メチレンブルー吸着量、ブレーン比表面積、粒度分布、４５μｍふるい残分、塩基度、強熱減量分、ＪＩＳ規格判定結果、サンプル採取位置、ボイラ投入石炭種、ボイラ負荷などがある。
【００４６】
この他に、石炭銘柄コード、石炭中の灰分量、ボイラとエコノマイザや集塵機など部位における灰捕集効率などのデータは、データ収集装置１２２や演算装置１１２の入力装置から作業者が入力する。
これらのデータは、プラント運用実績データベース１１５に格納し蓄積して、所定の条件の下で運用したときの実績データとして、検索して利用することができる。
また、石炭火力発電プラント２００で実際に行われた灰売却や灰廃棄の状況を顧客の情報とともに入力して出荷実績データベース１１６に格納する。格納するデータには、出荷日、出荷量、出荷灰品質、出荷したサイロ名、顧客名、顧客の希望品質、希望出荷量、希望納期などがある。
【００４７】
演算装置１１２は、灰需要家からの灰供給引き合いに対して、図７に示すよう手順に従って、灰納入仕様２０４を満たすプラント運用が可能かを検証し、実行可能な場合は運用計画を策定して、閲覧用装置１１３を介して計画担当者に提示する。
運用計画に規定する内容は時系列的に表現されたものであって、サイロレベル変化量、サイロ内灰品質、各ボイラ部位から灰処理装置の各サイロまでの系統選択操作、灰処理装置のサイロから出荷設備のサイロまでの系統選択操作、分級器操作、各ボイラの負荷変化、各ボイラの使用石炭種、ブレンディング操作、灰積込装置操作などの事項がある。
【００４８】
計画担当者は提示された運用計画の内容を検討２２１して、合理的であることを確認したときには承認２２２して、運用計画データベース１１７に格納させる。提示された計画が利用できない場合は、さらに発電や運炭の運用計画を見直し２２３、必要があれば長期発電計画２１１や長期運炭計画２１２を変更する。
計画の変更があったときは、演算装置１１２は新しい運用計画に基づいて再度運用計画の策定を行って、計画担当者に提示する。
【００４９】
プラントの運用は、石炭灰有効利用支援システム１００が直接に行うのではなく、運用計画データベース１１７に格納された実行可能な承認済の運用計画を閲覧用装置１１３を介して読み出し、これを参照２３１して各設備ごとに設けられる制御装置１２１に必要な指示をして制御を実行する。
承認済み運用計画データに基づく石炭焚ボイラ設備１の制御装置に対する指示は、炭種の選択や、ボイラ負荷の変更がある。
【００５０】
また、灰処理装置２に対する指示には、ボイラの灰供給部位と灰処理装置２の各サイロまでの系統選択、分級器操作、配車指示などがある。
出荷設備３については、灰処理装置２の各サイロとブレンディングサイロ３１および船積サイロ３２の系統選択、ブレンディングサイロ３１に対するブレンディング操作、灰積込装置３３の操作、配船指示、などの指示を行う。
なお、各事務所では、必要に応じて適宜に運用実績データやプラント内の石炭灰の状況を閲覧用装置１１３を介して閲覧２４１することができる。
【００５１】
灰納入仕様が与えられたときに、演算装置１１２が行う運用計画策定の手順を図８によって説明する。
出荷は必ず未来のある時期になるが、石炭灰有効利用支援システム１００は既に決められた計画に沿って運用がされている。また、新しく要請された出荷以外にいくつかの既定の出荷予定もあることが普通である。そこで、まずは、現状における運用計画に新しい出荷作業を挿入した場合に顧客の要求仕様を満たし得るかを検証する。
【００５２】
このため、現状の運用計画の下で最も遅い出荷予定時刻と今回要請があった出荷の時期のいずれか遅い時刻までの将来にわたり、各ボイラ部位から発生する灰量、灰品質の変化を推定する（Ｓ１１）。
灰量や灰品質は原料炭の種類やボイラの出力により変化するので、運炭計画や発電計画に依存する。ある条件下で得られる灰量や灰品質は過去の長い期間実績を積んできているので、これらの推定は運用実績データを活用したシミュレーションによって比較的精度よく行うことができる。
【００５３】
石炭焚ボイラ設備で発生する石炭灰は、運用計画に従って灰処理装置２の各サイロに分配される。ボイラから供給される石炭灰は、経路の切り替えや石炭種の切り替えにしたがって、品質が異なった灰がサイロ内で深さ方向に層をなして堆積する。このときの各サイロに堆積する灰量とその石炭灰の品質性状の時系列的な変化をシミュレーションにより予測する（Ｓ１２）。
【００５４】
出荷時期を考慮した上で、サイロごとに予測した灰量と灰品質の石炭灰を使って、サイロを選択し内部の石炭灰をサイロの底から適当量ずつ取り出しブレンディングサイロに搬送してブレンドするシミュレーションを実施して出荷設備運用計画を策定する（Ｓ１３）。
出荷設備運用計画は、石炭焚ボイラ設備への給炭計画や石炭灰の移送計画、ブレンド操作の計画などと有機的に影響しあうため、エキスパートシステムなどの人工知能型プログラムを用いたスケジューラを活用して解を求めることが好ましい。
【００５５】
策定された出荷設備運用計画によって得られる石炭灰の灰量と灰品質、およびブレンド後に灰排出が可能になる時刻を算定して、これらが需要家の灰納入仕様を満たすか否かを検証する（Ｓ１４）。
灰供給時刻の算出には、搬送時間、ブレンディング時間、ブレンド後の静置時間などの情報が必要となるが、これらは蓄積された実績値を利用することができる。なお、出荷設備運用計画には配船計画も含まれ、配船間隔中にブレンド作業が完了するように立案されなければならない。
【００５６】
策定した運用計画によっては灰納入仕様を満たす石炭灰を提供することができない場合は、灰処理装置２から出荷設備３への灰搬送系統を変更して検討し尽くしたか調べる（Ｓ１５）。サイロ選択変更や系統変更の余地が残っている場合は、これらを変更して（Ｓ１６）、再度、サイロごとに取り出す灰量を想定して運用計画を立て、計画に従って取り出した石炭灰をブレンドしたときの灰品質を推定して（Ｓ１３）灰納入仕様を満たすかを検証する（Ｓ１４）。
【００５７】
このように、サイロ選択の余地がなくなるまで検討しても（Ｓ１５）、灰納入仕様を満たしきれない場合は、石炭焚ボイラ設備１で使用する石炭の種類を変更する余地があるか否かを調べて（Ｓ１７）、変更できる場合は炭種を変更するような運用計画を立てるものとし（Ｓ１８）、新しく策定した炭種変更をする運用計画においてボイラ各部位から回収される石炭灰の量と品質を推定し（Ｓ１１）、灰処理装置２の各サイロに回収した灰を分配するときの各サイロにおける灰の量と灰の品質を予測する（Ｓ１２）。
【００５８】
その後、ステップ１３からステップ１６のループを繰り返しては、需要家の要求を満たすような運用計画を探る（Ｓ１４）。灰納入仕様を満たす運用計画が見つかったら、策定した運用計画を閲覧用装置１１３を介して計画担当者に提示する（Ｓ１９）。
計画担当者は、提示された運用計画を総合的に判断し、承認できると判断したときにはこの運用計画を運用計画データベース１１７に格納する（Ｓ２０）。
【００５９】
なお、ステップ１７において石炭種類を変更することができない場合、あるいは炭種変更を望まない場合は（Ｓ１７）、その時点で得られている運用計画を参考として計画担当者に提示する。
運用計画データベース１１７に格納された承認後の実行可能な石炭焚ボイラ設備１、灰処理装置２、出荷設備３の運用計画は、操作員が閲覧用装置１１３を介して読み出し、これを参照して制御装置１２１を適当に設定して各設備ごとの運用を行う。
【００６０】
計画担当者に提示するプラント運用計画案は、シミュレーションを行って灰納入仕様に適合する石炭灰供給ができる運用を見いだし、その運用を実行する時間的要素についてスケジューリングを行って実行可能性を確認して策定する。
シミュレーション装置は、演算装置１１２に組み込まれたソフトウエアであって、各プラント機器を物理モデル化して、プラント運用計画に基づいてどこにどのような品質の灰がどの程度発生し、各サイロの入出灰量がどうなるかを動態として予測し、灰需要家の灰納入仕様に応える運用が可能か、を検証する。
【００６１】
シミュレータで用いる物理モデルは、ボイラＢＲと、その付属機器であるエアヒータＡＨのホッパ、エコノマイザＥＣＯのホッパ、電気集塵機ＥＰのホッパ、および粗粉サイロＬ、回収サイロＭ、細粉サイロＳ、ブレンディングサイロＢ、船積サイロＦ、さらに分級器ＢＫを対象として作成されている。なお、電気集塵機ＥＰは直列多段に構成され、位置の異なるホッパから回収される石炭灰の性状がそれぞれ異なるので、別々に物理モデルを立てて使用する。
【００６２】
灰の成分組成は、酸化シリコンＳｉＯ２（Ｓ）、酸化カルシウムＣａＯ（Ｃ）、酸化鉄（III）Ｆｅ２Ｏ３（Ｆ）、その他（Ｏ）の４種として、各サイロについて時間軸に沿った変動外乱として格納する。
灰移送操作による灰流量は、指定した配管における最大流量が流れるものとする。また、ブレンディングサイロ内の灰は完全混合するとする。
【００６３】
エアヒータＡＨ、エコノマイザＥＣＯ、電気集塵機ＥＰの各ホッパについては、ボイラに投入した石炭量に、その灰分率、灰中のフライアッシュ含有率、さらにその機器におけるフライアッシュ捕集効率を掛け合わせて、各ホッパにおける灰発生量を算定する。また、灰組成、強熱源量、ブレーン比表面積、メチレンブルー吸着量などは、ボイラ負荷や石炭種などにより変化するので、過去の実績を蓄積しているプラント運用実績データベース１１５から検索して利用する。
分級器は、回転数によって細粉サイロと粗粉サイロへの分級率が異なるので、これを考慮して組成、強熱減量、ブレーン比表面積、メチレンブルー吸着量を分配する。
【００６４】
本プラントでは、主として石炭灰の粒度に基づいて灰処理装置の細粉サイロ、回収サイロ、粗粉サイロを選択して、ボイラのエアヒータＡＨ、エコノマイザＥＣＯ、電気集塵機ＥＰの各ホッパから石炭灰を移送するものとする。
ボイラ付属機器のホッパにおける石炭灰の堆積量や灰の性状を基にして、石炭灰を移送した後のサイロにおける石炭灰の量と性状を推定する。
【００６５】
サイロの容量はホッパと比較して大きいため、サイロには石炭灰がホッパから数次にわたり供給されるが、同じホッパから異なる性状の灰が供給されることもあり、また異なるホッパからも移送されることもあるので、通常、サイロ内には層状に性状の異なる石炭灰が堆積している。石炭灰を出荷するときは、サイロの底から順次、船積設備のサイロに払い出されるものとする。
各サイロの物理モデルには、灰を最下層から排出し、最下層の灰量が排出し終えたときに初めてその上の層の成分に切り替わるピストンフローを採用する。したがって、サイロ内の石炭灰の深さ方向の品質分布が算定の大きな要素となり、深さ方向品質をシミュレーションで推定する。
【００６６】
灰処理装置のサイロから船積設備のブレンディングサイロや船積サイロまでの供給経路が指定されると、シミュレーション装置は灰処理装置のサイロ内石炭灰量と灰性状に基づいて、船積設備のサイロにおける石炭灰の量と性状を求める。
これらサイロにおける石炭灰は攪拌装置により混合されるので、サイロ内で混合されてできた灰の特性値も元の灰の流入量に応じて加重平均差された値になるとすることができる。
シミュレータは、このようにして、物理モデルを用い、ボイラにおける負荷と原料炭供給の時間変化、ボイラ機器のホッパから灰処理装置の各サイロへの配管系統、さらにブレンディングサイロと船積サイロへの配管系統に基づいてシミュレーションして、ボイラ機器のホッパから排出される灰量や灰品質、各サイロにおいて積層する灰量と灰品質、ブレンディングサイロにおける灰量と灰品質および排出可能な時刻、船積装置への配船などを算出する。
なお、このシミュレータは、出荷する灰の品質を評価するときにも使用されている。
【００６７】
こうして求めた実行可能な運用計画に対して、演算装置１１２に組み込まれた本実施例のスケジューリング装置が実行時間を算定して現行計画に矛盾無く統合できるかどうかを検証する。
本実施例のスケジューリング装置は、ＰＲＯＬＯＧなどの論理型言語を用いた人工知能型スケジューラで、それぞれの要素について満たすべき制約条件を設定し、出荷条件を満たす運用計画についてすべての制約条件を満足するか検証して、最終的にプラント全体の運用スケジュールにつき適切な解を求めるものである。
【００６８】
したがって、制約条件そのものがスケジューラを構築する要素となる。制約条件には優先順位を設定して求解手順を簡単化し、シミュレータが与えた実行可能な運用計画の選択肢について灰出荷スケジュールの適解が得られるまで順次試行を繰り返し、適解についてスケジュールを算定する。
なお、スケジューリングを簡単化するため、プラント運用に幾つかの前提を置いている。また、サイロ内の輸送現象をピストンフローに近似させたのも、実態に近い上、演算が簡単化するためである。
【００６９】
スケジューラを構成する制約条件は、構成装置それぞれにおける物理的な制約から決まるもので、プラントの固有の特性を反映する。したがって、プラントの構成が異なれば制約条件の内容も変化するが、本実施例のスケジューリング装置はソフトウエアであるため、適切な条件を自由に設定することができる。
なお、プラントの構成機器において相互干渉しないような運転をすることを条件として、プラント運用方法を簡単化して操作員の負担を緩和するようにしている。
【００７０】
図１は、本実施例のスケジューリング装置が対象例とした石炭火力発電プラントについて、スケジューラを構成する制約条件の例をフロー図として示したもの、図２から図５はその詳細なフロー図である。
スケジューラのフロー図を参照すると、スケジューリングを実施する前に必要な事前シミュレーションが終了していることを確認し（Ｓ３１，ＳＡ１）、既定の運用計画とここでスケジューリングする操作時間が重複しないことを確認する（Ｓ３２，ＳＡ３）など、総合的な制約条件の検証を行う。また所定の量より少ない灰量を出荷するときや需要者の立地によってはタンクローリを使用するので、船積出荷に係る作業をスキップし、船積出荷するときには車載出荷に係るステップを省略するので、この振り分けを行うためパラメータｐ１を用いて区別する（ＳＡ２）。なお、灰処理サイロ、ブレンディングサイロ、船積サイロから出荷が可能である。
【００７１】
次に、ボイラ部位から灰処理サイロへの移送経路を決めて実際の移送を開始する時刻と移送が終了する時刻を算定する（Ｓ３３）。
工程を細かく説明すると、まずエアヒータＡＨ、エコノマイザＥＣＯ、電気集塵機ＥＰから灰処理サイロへの灰移送工程では、細粉サイロ、回収サイロ、粗粉サイロの灰処理サイロのうちで既に高レベルになっているものがあれば、このサイロにはエアヒータ等から灰を移送しないこと（ＳＢ１）、分級器が稼働中の場合は細粉サイロへ灰移送をしないこと（ＳＢ２）などの制約があり、これらの条件が満たされるまではスケジューラを待機させる必要がある（ＳＢ３）。
ホッパとサイロを結ぶ配管およびサイロ間を結ぶ配管は、バルブ切り替えにより灰供給元と灰受入先を選択することができるが、１本の配管を他の結合と同時に使用することができない。
【００７２】
これらの制約条件が満たされたときに、既定の運用計画およびスケジューラで作成中の運用計画で使用されない配管を抽出して（ＳＢ４）、これら空き配管を使って、エアヒータ等のボイラ付属機器と灰処理サイロの間を連絡する経路を決める（ＳＢ５）。
その上で、エアヒータＡＨ、エコノマイザＥＣＯ、電気集塵機ＥＰ前段、中段、後段の順にそれぞれ灰品質に従って決められた粗粉サイロ、回収サイロ、細粉サイロに灰移送するものとして、その開始時刻、終了時刻を算出して記録する（ＳＢ６）。配管の灰輸送は、灰輸送量を配管容量で割った時間だけかかるものとする。
【００７３】
次に、分級器について回転数や作動時間などの諸元を決定する（Ｓ３４）。
分級器は、回収サイロに溜まった灰を粒度で分類して細粉サイロと粗粉サイロに分配するものであるから、回収サイロのレベルが高いこと（ＳＣ１）、細粉サイロのレベルが新しい灰を受け入れられる状態であること（ＳＣ２）を確認し、さらに既定の運用計画上重複使用にならないこと（ＳＣ３）、さらに出荷する灰を調製するために灰納入仕様より高品質の石炭灰を分離できるかを確認して（ＳＣ４）、条件に合致した分級器回転数と処理時間を見出し、作業を開始する時刻と終了する時刻を算定して記録する（ＳＣ６）。なお、分級器稼働中はボイラから新しい灰を細分サイロに移送しない。
【００７４】
さらに、シミュレーション結果に従って、細粉サイロ、回収サイロ、粗粉サイロの灰処理サイロからブレンディングサイロや船積サイロの出荷サイロへ石炭灰を移送するための諸元を決定する（Ｓ３５）。
灰処理サイロから出荷サイロへの灰移送工程では、ブレンディングサイロあるいは船積サイロが高レベルであれば灰を新しく受け入れることができないので、高レベルのサイロへは灰移送を行わないようにしなければならない（ＳＤ１）。また、灰処理サイロで車載出荷しているときは、その灰処理サイロからの灰移送は行わない（ＳＤ２）。さらにブレンディングサイロがブレンディング中であればそこに灰移送をすることができないし（ＳＤ３）、分級器が稼働中であれば回収サイロから灰移送を受けないようにする（ＳＤ４）。
【００７５】
こうした条件下で、既定の運用計画で使用しない配管を抽出して（ＳＤ５）、灰処理サイロと出荷サイロをつなぐ経路を形成する（ＳＤ６）。
選択された経路に従って所定量の石炭灰をブレンディングサイロに移送するとしたら、ブレンディングサイロ内の灰は顧客が希望する品質使用を満たすものとなるかを、物理モデルに従って検証し、合格すれば選択した経路と移送開始時刻、終了時刻を算出して記録する（ＳＤ９）。また、灰納入仕様を満たさないときは、船積サイロに移送して廃棄物として払い出すようにする。この場合も移送開始時刻と終了時刻を記録する（ＳＤ９）。
【００７６】
また、ブレンディングサイロにおける適切な操作を選択してブレンディングにおけるスケジュールを確定する（Ｓ３６）。
ブレンディング操作においては、ブレンディングサイロが灰の受け入れ中でないこと（ＳＥ１）、船やタンクローリで灰の払い出し中でないこと（ＳＥ２）、また、ブレンディングサイロ内の灰レベルが高くないこと（ＳＥ３）、既定の運用計画と既に求めたスケジュール上でブレンディング操作中でないこと（ＳＥ４）を確認して、ブレンディング開始時刻と終了時刻を算定して記録する（ＳＥ６）。
【００７７】
先に灰納入仕様に基づいて車載出荷をするとされたときには船積出荷に必要な工程を省略して車載出荷の準備をし、船積出荷をするとされたときには船積出荷の準備をする（Ｓ３７）。
すなわち、船積出荷を行うことを確認したら（ＳＦ１）、ブレンディングサイロと船積サイロから灰積込装置へ移送する船積出荷工程に進む。ブレンディングサイロからの灰移送工程では、ブレンディングサイロから灰積込装置への灰移送経路を確定して移送時間を算出する（Ｓ３８）。
ブレンディングサイロからの灰移送工程では、ブレンディングサイロが稼働中でないことを確認し（ＳＦ２，ＳＦ３）、さらに既定の運用計画などと衝突しないことを確認する（ＳＦ４）。これらの条件が満たされないときには条件が成立するまで待機する（ＳＦ７）。
【００７８】
条件が満たされたときは、サイロ内の灰量と灰納入量を比較し（ＳＦ５）、サイロ内灰量が大きければ、船積を開始するとして開始時刻、終了時刻、さらに船積前に適当な余裕を持って配船をすべき配船時刻を算定して記録する（ＳＦ８）。また、サイロ内灰量が納入量より小さいときにも、ブレンディングサイロが高レベルのときには（ＳＦ６）同様に時刻算定をして記録し（ＳＦ８）、高レベルでないときは待機して（ＳＦ７）船積みしない。
なお、ブレンディングサイロから船までの灰移送量は、顧客の要求する量かブレンディングサイロが空になるまでの量である。
顧客要求量に足りないときは（ＳＦ９）、残りの灰量を算定して、再びステップＳＦ２から始める。
【００７９】
次に、船積サイロから灰積込装置への灰移送工程についても、灰移送経路を確定して移送時間を算出する（Ｓ３９）。
船積サイロからの灰移送工程では、船積サイロ内の灰レベルが所定高さより高いこと（ＳＧ１）、灰積み込み装置が既定の運用計画で使用中でないこと（ＳＧ２）を確認してから、船積開始時刻、終了時刻、配船時刻を算定して記録する（ＳＧ３）。
船積サイロから船までの灰移送量は船が満杯になるまでである。この灰は廃棄することになる。
船積出荷工程を通るときは、車載出荷工程を飛ばして、スケジューリングする必要がある灰出荷要請が残っていないかを確認する工程（Ｓ４３）に進む。
【００８０】
タンクローリによる車載出荷を行うときは、船積出荷工程（Ｓ３８，Ｓ３９）を飛ばして、シミュレーション結果に従って灰納入仕様に合致した品質を備えた灰を最下層に蓄積している灰処理サイロを選択し（Ｓ４０）、その最下層灰の量をそれまでにタンクローリに受け入れた灰量に加えた量が灰納入仕様で指定された量に達しているかを確認する（Ｓ４１）。不足があれば、仕様を満足するまで灰処理サイロを選択する工程を繰り返して、その結果として配車計画や出荷時間を算定する（Ｓ４２）。
【００８１】
さらに詳しく説明すると、タンクローリによる車載出荷を行うときは（ＳＨ１）、灰処理サイロについては灰出荷サイロへ灰移送する予定がないこと（ＳＨ２）、灰出荷サイロについては船積の予定がないこと（ＳＨ３）を確認して、他に利用する目的がないサイロを車載出荷の対象サイロとする（ＳＨ５）。
対象としたサイロの最下層の灰品質が灰納入仕様を満たすことを確認して（ＳＨ６）、最下層の灰量を車載出荷量に加算する（ＳＨ７）。積算した車載出荷対象灰量が灰納入仕様を満たすことを確認して（ＳＨ８）、不足があれば不足であることを通知して（ＳＨ９）、さらに次のサイロを選択して（ＳＨ５）、同じ工程を繰り返す。積算灰量が要求量に達したら、その灰を搬出するために必要な配車回数を算出して記録する（ＳＨ１０）。また、出荷開始時刻と終了時刻を算定して記録する（ＳＨ１１）。
【００８２】
最後に、別の灰需要の存在を確認して（Ｓ４３）、算出されたスケジュールによって灰納入希望量を満たしており（ＳＩ１）、他に灰需要が無いときには（ＳＩ２）、スケジューリングを終了する。こうした条件を足さないときには初めの工程（Ｓ３１）に戻って、条件を満足させるまでスケジューリングを繰り返す。
【００８３】
本実施例のスケジューリング装置を使用することにより、石炭灰有効利用支援システムは、長期発電計画や長期運炭計画に従いながら、個々の灰需要家が灰量、灰品質、納期などを定めた灰納入仕様に適合する石炭灰を供給し、発電コストの低減と環境汚染の低減を同時に行うことができるようになる。
また、必要であれば、運炭計画を短期的に修正して灰納入仕様に適合させることにより、有効活用できる灰量を増大させるようにすることもできる。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明の石炭灰出荷スケジューリング装置により、石炭灰有効利用支援システムをより適正に運用して、多種多様の原料炭から発生する石炭灰のストックを適切に管理して灰需要家の要求仕様に合うフライアッシュを供給できるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の石炭灰出荷スケジューリング装置の１実施例の作動フローを表すフロー図である。
【図２】図１の詳細図で作動フローの分級操作までの工程を表すフロー図である。
【図３】図１の詳細図で作動フローの出荷サイロへの移送からブレンディング操作までの工程を表すフロー図である。
【図４】図１の詳細図で作動フローの灰積み込み装置への移送の工程を表すフロー図である。
【図５】図１の詳細図で作動フローの車載出荷以降の工程を表すフロー図である。
【図６】本実施例の石炭灰出荷スケジューリング装置を用いた石炭灰有効利用支援システムの構成を説明するブロック図である。
【図７】図６の石炭灰有効利用支援システムの作用を説明するブロック図である。
【図８】図６の石炭灰有効利用支援システムの動作論理を説明するフロー図である。
【図９】本発明を利用する石炭火力発電プラントを示すブロック図である。
【符号の説明】
１  石炭焚ボイラ設備
２  灰処理装置
３  出荷設備
１１  石炭焚ボイラ
１２  エコノマイザＥＣＯとエアヒータＡＨ
１３  電気集塵機ＥＰ
１４  煙突
２１  クリンカ中継タンク
２２  灰捕集機
２３  サイクロン
２４  分級器
２５  細粉サイロ
２６  回収サイロ
２７  粗粉サイロ
２８  灰分析器
２９  タンクローリ
３１  ブレンディングサイロ
３２  船積サイロ
３３  灰積込装置
３４  フライアッシュ運搬船
３５  タンクローリ
１００  石炭灰有効利用支援システム
１１０  発電事務所
１１１  データベース装置
１１２  演算装置
１１３  運用計画実績閲覧用装置
１１４  ルータ
１１５  プラント運用実績データベース
１１６  出荷実績データベース
１１７  運用計画データベース
１２０  プラント運転室
１２１  プラント制御装置
１２２  データ収集装置
１２３  運用計画実績閲覧用装置
１２４  ルータ
１３０  関連部門事務所
１３１  運用計画実績閲覧用装置
１３２  ルータ
２００  石炭火力発電プラント
２０１  電力需要予測
２０２  石炭価格
２０３  灰需要予測
２０４  灰納入仕様
２１１  長期発電計画
２１２  長期運炭計画
２１３  各ボイラ長期運用計画
２２１  運用計画内容検討
２２２  計画承認
２２３  発電運炭運用計画見直し
２３１  承認済運用計画参照
２４１  閲覧
３０１  サイロ内灰品質シミュレータ
３０２  シミュレータ用入力装置
【図１】
2004198018.tif 000003
【図２】
2004198018.tif 000004
【図３】
2004198018.tif 000005
【図４】
2004198018.tif 000006
【図５】
2004198018.tif 000007
【図６】
2004198018.tif 000008
【図７】
2004198018.tif 000009
【図８】
2004198018.tif 000010
【図９】
2004198018.tif 000011