(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラにおいて発生する燃焼排ガス中に含まれる煤塵を捕集する電気集塵システムであって、
複数の区画が形成され、この区画ごとに放電極と断路器からなる荷電回路がそれぞれ設置される電気集塵器と、
この電気集塵器に設置されて前記区画ごとに前記断路器のＯＮ−ＯＦＦ状態を検出する荷電不良検出手段と、
前記電気集塵器の運転条件に関する情報を記憶する記憶手段と、
この記憶手段に記憶された前記情報及び前記断路器のＯＮ−ＯＦＦ状態のパターンに基づいて前記電気集塵器の出口煤塵量を計算する演算手段と、
この出口煤塵量に基づいて前記ボイラにおける煤塵の発生を抑制する負荷制御手段と、を備え、
前記区画は、前記煤塵の流れに対して上流側及び下流側となる箇所にそれぞれ対をなすようにＮ個ずつ形成され、
この２Ｎ個の区画のうち、ｎａ個において荷電不良が発生するとともに、ｎｂ対の区画において上流側と下流側で連続して荷電不良が発生した場合、
前記電気集塵器の入口煤塵量をＷｉｎとし、正常運転時の前記放電極の集塵効率をη０として、前記演算手段は、次式に基づいて前記電気集塵器の出口煤塵量Ｗｏｕｔ２を算出することを特徴とする電気集塵システム。
0006331134.tif 000025
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気集塵器の荷電回路の一部に不良が発生した場合に、発電機の出力を抑制しボイラで発生する煤塵を少なくして煙突出口における煤塵量が規制値を超えないようにする電気集塵システムに係り、特に、荷電不良の発生パターンに応じて適切に煤塵の発生量を制御することにより煙突出口における煤塵量を規制値以下に抑えることが可能な電気集塵システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
火力発電所等では、ボイラからの燃焼排ガスに含まれる煤塵を大気へ飛散させないために、電気集塵器が設置される。電気集塵器は、交流電源を高圧直流電源に整流し、放電極へ流すことにより、煤塵にマイナスイオンを付着させ集塵極で捕集する構造であり、荷電回路の一部に短絡等の不良が発生した場合でも該当箇所を荷電回路から切り離すことで、運転を継続できるようになっている。ただし、不良の発生箇所によっては、集塵効率が著しく低下してしまうことがあるため、不良の発生箇所に応じた適切な対策を講じる必要がある。
【０００３】
このような課題を解決するものとして、例えば、特許文献１には、「焼結機主排ガス用電気集塵機の運転方法」という名称で、外乱に対応して電気集塵機の運転状態を変更する発明に関する発明が開示されている。
特許文献１に開示された発明は、電気集塵機の入力条件（焼結機排ガス性状、電気集塵機の荷電状況）及び出力条件（集塵機出口排ガス中ダスト濃度）と、焼結機操業条件及び電気集塵機運転条件に基づいて、焼結機と電気集塵機を制御する構成となっている。
このような構成によれば、電気集塵機の入側条件の変動に対応して電気集塵機排ガス中の煤塵濃度を低減することができる。
【０００４】
また、特許文献２には、「電気集塵機の制御装置」という名称で、電気集塵機の集塵性能が低下した場合に電気集塵機から送出される煤塵を少なくするために、電気集塵機から煤塵を送出する風量を調整する制御装置に関する発明が開示されている。
特許文献２に開示された発明は、アーク放電検出部によるアーク放電の検出に応じて、高圧発生部による発生電圧とファンの風量を低下させる出力・風量低下手段を備えたことを特徴としている。
このような構造の「電気集塵機の制御装置」においては、アーク放電の発生を抑制して安全性を確保した状態で、所定の集塵効率を得ることが可能である。また、従来、非集塵状態で生じていた電気集塵機の内部の汚れも防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１３４３４１号公報
【特許文献２】特開平５−１３８０７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電気集塵器は荷電不良が発生した箇所によって集塵効率が著しく低下することがある。しかしながら、上述の従来技術である特許文献１や特許文献２に記載された発明においては、荷電不良の発生箇所を検出し、その発生パターンに応じて煤塵の発生量を制御する構成とはなっていない。したがって、煙突出口における煤塵量が規制値を超えてしまうおそれがある。
【０００７】
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであって、荷電不良の発生パターンに応じて煤塵の発生量を適切に抑制し、煙突出口における煤塵量を規制値以下に抑えることが可能な電気集塵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】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、ボイラにおいて発生する燃焼排ガス中に含まれる煤塵を捕集する電気集塵システムであって、複数の区画が形成され、この区画ごとに放電極と断路器からなる荷電回路がそれぞれ設置される電気集塵器と、この電気集塵器に設置されて区画ごとに断路器のＯＮ−ＯＦＦ状態を検出する荷電不良検出手段と、電気集塵器の運転条件に関する情報を記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶された情報及び断路器のＯＮ−ＯＦＦ状態のパターンに基づいて電気集塵器の出口煤塵量を計算する演算手段と、この出口煤塵量に基づいてボイラにおける煤塵の発生を抑制する負荷制御手段と、を備え、区画は、煤塵の流れに対して上流側及び下流側となる箇所にそれぞれ対をなすようにＮ個ずつ形成され、この２Ｎ個の区画のうち、ｎａ個において荷電不良が発生するとともに、ｎｂ対の区画において上流側と下流側で連続して荷電不良が発生した場合、電気集塵器の入口煤塵量をＷｉｎとし、正常運転時の放電極の集塵効率をη０として、演算手段は、後述の式（１１）に基づいて電気集塵器の出口煤塵量Ｗｏｕｔ２を算出することを特徴とするものである。
【０００９】
既に述べたように、電気集塵器では、放電極等に煤塵が付着して荷電不良が発生すると、集塵効率が低下する。しかし、集塵効率が低下する度合いは、荷電不良の発生パターンによって異なるため、発電設備等において、煤塵の発生量を少なくする目的でボイラの出力を一律に下げると、発電効率が必要以上に抑制されてしまう可能性があり、効率的とは言えない。一方、ボイラの出力を低下させる程度が十分でない場合には、煤塵の発生量が基準値を上回ってしまうおそれがある。
これに対し、上記構造の電気集塵システムにおいては、荷電不良検出手段の検出結果に基づいて荷電不良の発生した箇所が特定され、その発生パターンに基づいて演算手段によって電気集塵器の出口煤塵量が計算される。すなわち、本発明の電気集塵システムにおいては、演算手段が荷電不良の影響を考慮して電気集塵器の集塵効率を算出する構成となっているため、放電極に荷電不良が発生した場合でも、電気集塵器の出口煤塵量を正確に求めるように作用する。
【００１０】
また、演算手段が、荷電不良が発生した区画の位置と、その区画が上流側と下流側で連続しているか否かに関する情報に基づいて集塵効率を正確に求めるように作用する。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明を発電設備等のボイラに適用した場合、発電効率を必要以上に低下させることなく、ボイラにおける煤塵の発生を適切に抑制し、煙突出口における煤塵量を常に規制値以下に抑えることができる。
【００１４】
また、荷電不良の発生パターンに基づいて電気集塵器の出口煤塵量を正確に予測することができる。したがって、発電設備に用いる場合には、発電機の出力の上限値を適切な値に設定して、ボイラにおける煤塵の発生を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ本発明の実施の形態に係る電気集塵システム及び電気集塵器の実施例１の構成を示すブロック図と模式図であり、（ｃ）は同図（ｂ）に示した荷電回路の一部を拡大した図である。
【図２】図１（ｂ）に示した電気集塵器の一部を拡大した模式図である。
【図３】図１（ｂ）に示した電気集塵器の一部を拡大した模式図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ実施例１の電気集塵システムの機能を説明するためのブロック図及びその動作手順を示すフローチャートである。
【図５】実施例１の電気集塵システムの演算手段においてなされる演算のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図６】図１（ｂ）に示した電気集塵器の一部を拡大した模式図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ本発明の実施の形態に係る電気集塵システムの実施例２の機能を説明するためのブロック図及びその動作手順を示すフローチャートである。
【図８】実施例２の電気集塵システムの演算手段においてなされる演算のアルゴリズム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】
【００１８】
本発明の電気集塵システムの構成と、それに基づく作用及び効果について図１〜図８を用いて具体的に説明する。なお、実施例１及び実施例２では、後述する電気集塵器内の各区画に対して排煙が均等に分配される場合及び均等に分配されない場合をそれぞれ想定している。
【実施例１】
【００１９】
本実施例の電気集塵システム１ａの構造と、その動作について図１〜図５を参照しながら説明する。
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、電気集塵システム１ａは、荷電不良の発生を検出する検出手段２ａを備えた電気集塵器２と、発電機１０の出力の上限値を設定することでボイラ１１における煤塵の発生を抑制する煤塵発生抑制装置３によって構成されている。
煤塵発生抑制装置３は、電気集塵器２の運転条件等に関する情報を入力するための入力手段５と、負荷抑制値（発電機１０の出力の適正な上限値）を算出する演算手段６と、検出手段２ａや入力手段５から受け取った情報を演算手段６に送る制御手段４と、負荷抑制値を発電機１０の出力の上限値として設定する負荷制御手段７と、負荷抑制値の演算に必要な情報等を記憶する記憶手段８と、演算手段６による演算結果等を画面に表示したり、印刷したりするなど視覚によって確認できる状態に変換する出力手段９を備えている。なお、入力手段５、演算手段６、負荷制御手段７、記憶手段８及び出力手段９は制御手段４によって、その動作を制御されている。
【００２０】
図１（ｂ）及び図１（ｃ）に示すように、発電機１０に接続された蒸気タービンに使用される蒸気はボイラ１１から供給される。ボイラ１１において蒸気を発生させる過程で生じた排煙は脱硝装置（図示せず）で有害ガスが除去された後、電気集塵器２に送り込まれる。そして、電気集塵器２の内部において、この排煙は２系統（以下、それぞれＡ系統及びＢ系統という。）に分岐し、放電極１２によって煤塵にマイナスイオンが付着された後、この煤塵が集塵極（図示せず）で捕集され、最終的に煙突１３から大気中に排出される。
【００２１】
Ａ系統とＢ系統は、煤塵の流れに対して上流側及び下流側となる箇所にそれぞれ対をなすように区画が４個ずつ形成されており、各区画内には放電極１２や断路器１４からなる荷電回路が配置されている。なお、断路器１４がＯＮ状態の場合、放電極１２に対し断路器１４を介して整流器１５から高圧直流電流が供給されるが、放電極１２に煤塵が付着するなどして短絡すると、断路器１４がＯＦＦ状態に切り替わって整流器１５から放電極１２への電力の供給が遮断される。
検出手段２ａは、ＯＦＦ状態になった断路器１４の位置を検出すると、荷電不良が発生したことを示すＯＦＦ信号を発生させる。そして、このＯＦＦ信号は、検出された断路器１４の位置情報とともに、制御手段４に送られる。
【００２２】
図２（ａ）に示すように、電気集塵器２の内部に形成された区画にはそれぞれＡ１〜Ａ４及びＢ１〜Ｂ４の記号が付されている。また、上流側入口と下流側出口には手動若しくは自動で開度が調整されるダンパ（図示せず）が各区画に対応するようにそれぞれ設置されており、１区画あたり２０列の集塵極（図示せず）が上流側と下流側にそれぞれ９枚ずつ設置されている。なお、上流側と下流側で連続して荷電不良が発生した場合、荷電不良が解消されるまで、その箇所のダンパは全閉状態にされる。
【００２３】
一般に、電気集塵器２の集塵効率ηはダストの移動速度をω、単位ガスあたりの集塵面積をｆとすると、次の式（１）（ドイチェの式）で表わされる。本実施例の場合、集塵極が上流側と下流側に１／２ずつ設置されているため、単位ガスあたりの集塵面積はｆ／２となる。したがって、式（１）における集塵効率（計画効率）ηを９１％とすると、全てのダンパが全開状態の場合には、上流側の集塵効率η１と下流側の集塵効率η２は次の式（２）に示すように、いずれも７０％となる。
【００２４】
【数１】
0006331134.tif 000002
【００２５】
【数２】
0006331134.tif 000003
【００２６】
さらに、上流側又は下流側のいずれか一方のＮ区画（本実施例ではＡ１〜Ａ４及びＢ１〜Ｂ４の８区画）のうちのｎａ区画（ただし、ｎａ≦８）で荷電不良が発生したとすると、上流側及び下流側の集塵効率η１及びη２は次の式（３）で表わされる。
【００２７】
【数３】
0006331134.tif 000004
【００２８】
ここで、電気集塵器２の入口煤塵量をＷｉｎとすると、電気集塵器２の出口煤塵量Ｗｏｕｔは次の式（４）で表される。このとき、全体の集塵効率η１２は式（５）で表されることから、η１及びη２とη１２の間には式（６）の関係が成り立つ。ただし、式（６）において、上流側の集塵効率η１と下流側の集塵効率η２のうち、荷電不良が発生していない方の集塵効率は式（２）で示したη０（＝０．７）となる。また、下流側出口においてｎｃ箇所のダンパが全閉状態の場合、下流側の集塵効率η２は式（３）ではなく、式（７）で表わされる。なお、式（７）では、上流側から流れてきた排煙が、ダンパが全閉状態となっているｎｃ区画を除く他の区画内へ均等に分配されることを前提としている。
【００２９】
【数４】
0006331134.tif 000005
【００３０】
【数５】
0006331134.tif 000006
【００３１】
【数６】
0006331134.tif 000007
【００３２】
【数７】
0006331134.tif 000008
【００３３】
さらに、煙突出口における煤塵量の目標値をＷＰとすると、電気集塵器２の出口煤塵量Ｗｏｕｔは式（８）に示すようにＷＰ以下でなければならない。したがって、電気集塵器２の入口煤塵量Ｗｉｎが発電機６の出力に比例する場合、負荷抑制値Ｐは発電機１０の出力の上限値Ｐ０を用いると、式（９）のように表わされる。
【００３４】
【数８】
0006331134.tif 000009
【００３５】
【数９】
0006331134.tif 000010
【００３６】
負荷抑制値Ｐの計算方法について、図２（ｂ）及び図２（ｃ）と表１及び表２を用いて具体的に説明する。なお、図２（ｂ）のハッチングは、上流側のＡ１〜Ａ３で荷電不良が発生した状態を示し、図２（ｃ）のハッチングはＢ１の下流側出口のダンパが全閉状態であることを示している。
表１は、図２（ｂ）に示すように上流側のＡ１〜Ａ３のうちの少なくともいずれかにおいて荷電不良が発生した場合について、式（２），（３），（６）を用いて集塵効率η１、η２、η１２及び電気集塵器２の出口煤塵量Ｗｏｕｔを計算した結果である。ここで、ｎａは１〜３、ｎｃは１であり、電気集塵器２の入口煤塵量Ｗｉｎは発電機１０の出力の上限値Ｐ０が５００（ＭＷ）のときに９３（ｍｇ／ｍ３Ｎ）であり、煙突出口煤塵量の目標値ＷＰは１７（ｍｇ／ｍ３Ｎ）である。なお、下流側のＡ１〜Ａ３のうちの少なくともいずれかの区画において荷電不良が発生した場合も表１と同様の結果となる。
【００３７】
【表１】
0006331134.tif 000011
【００３８】
表２は、表１の条件に加え、下流側のＢ１の出口ダンパを全閉状態にした場合について、式（２），（３），（６）〜（９）を用いて集塵効率η１、η２、η１２、電気集塵器２の出口煤塵量Ｗｏｕｔ及び負荷抑制値Ｐを計算した結果である。
表１及び表２から、荷電不良が上流側と下流側で連続することなく、２区画以上で発生した場合には、負荷抑制値を５００（ＭＷ）よりも小さく設定しなければならないことがわかる。
【００３９】
【表２】
0006331134.tif 000012
【００４０】
次に、上流側及び下流側の区画において連続して荷電不良が発生した場合について検討する。
まず、上流側又は下流側のいずれか一方のＮ区画（本実施例ではＡ１〜Ａ４及びＢ１〜Ｂ４の８区画）のうちのｎａ区画（ただし、ｎａ≦８）で荷電不良が発生した場合、電気集塵器２の出口煤塵量Ｗｏｕｔは、それぞれの区画ごとにおける出口煤塵量の合計となるため、次の式（１０）で表わされる。なお、荷電不良が上流側と下流側の区画において連続することなく、荷電不良が発生した区画数の合計がｎａの場合も、その電気集塵器２の出口煤塵量Ｗｏｕｔは式（１０）を用いて同様に求められる。
表３及び表４は図２（ｂ）及び図３（ａ）で示した場合について、Ｎを８、ｎａを３として式（１０）に基づいて電気集塵器２の出口煤塵量Ｗｏｕｔを求めた結果である。これらの表から、式（１０）を用いて求めた電気集塵器２の出口煤塵量Ｗｏｕｔは１５．６９（ｍｇ）であり、表２においてｎａを３とした場合の結果と一致していることがわかる。
すなわち、図３（ａ）に示すように、荷電不良が上流側と下流側で連続することなく、合計３区画で荷電不良が発生した場合、電気集塵器２の出口煤塵量Ｗｏｕｔは図２（ｂ）の場合と同様の結果となる。
【００４１】
【数１０】
0006331134.tif 000013
【００４２】
【表３】
0006331134.tif 000014
【００４３】
【表４】
0006331134.tif 000015
【００４４】
一方、荷電不良がｎａ区画（ただし、ｎａ≦１６）で発生し、かつ、上流側と下流側のｎｂ箇所（ただし、ｎｂ≦８）で荷電不良が連続して発生している場合、電気集塵器２の出口煤塵量Ｗｏｕｔ２は次の式（１１）で表される。なお、式（１１）と式（１０）を比較することにより、Ｗｏｕｔ２とＷｏｕｔの間には次の式（１２）で表わす関係があることがわかる。このとき、Ｗｏｕｔ２は煙突出口煤塵量の目標値ＷＰ以下でなければならないため、負荷抑制値Ｐは式（９）ではなく、次の式（１３）で表わされる。
【００４５】
【数１１】
0006331134.tif 000016
【００４６】
【数１２】
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【００４７】
【数１３】
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【００４８】
【表５】
0006331134.tif 000019
【００４９】
ここで、電気集塵システム１ａの動作について、図４及び図５を用いて説明する。図４（ａ）は電気集塵システム１ａの機能を説明するためのブロック図であり、図４（ｂ）は電気集塵システム１ａの動作手順を示すフローチャートである。また、図５は演算手段６においてなされる演算のアルゴリズムを示すフローチャートである。なお、図１に示した構成要素については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００５０】
図４（ａ）に示すように、まず、本システムの利用者が入力手段５を用いて、電気集塵器２の運転条件に関する情報として、区画数Ｎ、集塵効率η０、煙突出口煤塵量の目標値ＷＰ、電気集塵器２の入口煤塵量Ｗｉｎ及び発電機１０の出力の上限値Ｐ０を発電機出力抑制装置３に入力すると（矢印Ａ）、制御手段４は、これらの情報を記憶手段８に送って記憶させる（矢印Ｂ）。
次に、図４（ｂ）に示すように、電気集塵器２に荷電不良が発生すると、検出手段２ａはＯＦＦ状態となった断路器１４を検出してＯＦＦ信号を発生させ（ステップＳ１０）、ＯＦＦ状態の断路器１４の位置を示す情報とＯＦＦ信号を制御手段４に送る（矢印Ｃ）。ＯＦＦ信号を受け取った制御手段４は、記憶手段８から電気集塵器２の運転条件に関する情報を読み出して（矢印Ｄ）、この情報を断路器１４の位置情報とともに演算手段６に送り（矢印Ｅ）、演算手段６に負荷抑制値の演算をさせる（ステップＳ２０）。
【００５１】
演算手段６は、制御手段４から受け取った情報に基づいて負荷抑制値Ｐを計算する（ステップＳ３０〜ステップＳ３９）。
ここで、演算手段６による負荷抑制値Ｐの演算方法について、Ｎを８として、図５を用いて具体的に説明する。なお、ＢＬ（ｉ，ｊ）は、上流側（ｉ＝１）と下流側（ｉ＝２）においてｊ番目の区画内に設置された断路器１４がＯＮ状態（０）とＯＦＦ状態（１）のいずれの状態にあるかを示すものである。例えば、上流側においてＢ２の区画内に設置された断路器１４がＯＦＦ状態の場合、ＢＬ（１，６）の値は１となり、下流側においてＡ３の区画内に設置された断路器１４がＯＮ状態の場合、ＢＬ（２，３）の値は０となる。
【００５２】
まず、ステップＳ３０では、制御手段４から受け取った「ＯＦＦ状態の断路器１４の位置情報」に基づいて、ＢＬ（ｉ，ｊ）（ｉ＝１〜２、ｊ＝１〜Ｎ）に０又は１が代入される。このとき、ｎａ，ｎｂの値は０、ｉ，ｊの値は１とする。
ステップＳ３１では、ＢＬ（ｉ，ｊ）の値が１であるとき、すなわち、上流側又は下流側においてｊ番目の断路器１４がＯＦＦ状態であると演算手段６が判断すると、ステップＳ３２に進み、ＢＬ（ｉ，ｊ）の値が１でないとき、すなわち、上流側又は下流側においてｊ番目の断路器１４がＯＮ状態であると演算手段６が判断すると、ステップＳ３５に進む。
【００５３】
ステップＳ３２では、ｉの値が２であり、かつ、ＢＬ（１，ｊ）の値が１であるとき、すなわち、下流側においてｊ番目の断路器１４がＯＦＦ状態であると演算手段６が判断すると、ｊ番目の断路器１４が上流側と下流側で連続してＯＦＦ状態になっているとして、ステップＳ３３において、ｎｂの値を１増やし、さらに、ステップＳ３４において、ｎａの値を１増やした後、ステップＳ３５に進む。これに対し、ステップＳ３２において、ｉの値が２でないか、又はＢＬ（１，ｊ）の値が１でないとき、すなわち、ｊ番目の断路器１４はＯＦＦ状態であるが、それが上流側と下流側において連続しているのではないと演算手段６が判断すると、ステップＳ３４において、ｎａの値を１増やした後、ステップＳ３５に進む。
【００５４】
ステップＳ３５では、ｊの値を１増やし、ステップＳ３６において、ｊの値がＮよりも小さければ、ステップＳ３１に戻り、ｊの値がＮ以上であれば、ステップＳ３７に進む。さらに、ステップＳ３７では、ｊの値を１に戻すとともにｉの値を１増やし、ステップＳ３８において、ｉの値が２よりも小さければ、ステップＳ３１に戻り、ステップＳ３８において、ｉの値が２以上であれば、ステップＳ３９に進む。
すなわち、ステップＳ３１〜ステップＳ３８では、上流側（ｉ＝１）と下流側（ｉ＝２）において１番目からＮ番目までの断路器１４それぞれについて、ＯＮ状態であるかＯＦＦ状態であるかを判断し、ＯＦＦ状態となった断路器１４の数の合計（ｎａ）と、上流側と下流側で連続してＯＦＦ状態となっている場合の数（ｎｂ）をカウントしているのである。
このようにして求められたｎａ，ｎｂを用いることで、ステップＳ３９では、式（１１）に基づいて電気集塵器２の出口煤塵量Ｗｏｕｔ２が求められ、さらに、式（１３）に基づいて負荷抑制値Ｐが求められる。
【００５５】
このようにして求められた負荷抑制値Ｐは、演算手段６から制御手段４に送られた後（矢印Ｆ）、制御手段４から負荷制御手段７に送られる（矢印Ｇ）。ステップＳ４０では、負荷抑制値Ｐが負荷制御手段７から発電機１０に送られ（矢印Ｈ）、発電機１０の出力の上限値がＰに設定される。
なお、演算手段６による演算結果は制御手段４を介して、記憶手段８に記憶されるとともに、記憶手段８に記憶された他の情報とともに適宜、出力手段９から出力される（矢印Ｉ）。
【００５６】
以上説明したように、電気集塵システム１ａでは、荷電不良の発生した箇所が検出手段２ａの検出結果に基づいて特定され、式（１１）を用いて電気集塵器２の出口煤塵量が計算される。すなわち、本発明の電気集塵システム１ａにおいては、演算手段６が荷電不良の影響を考慮して電気集塵器２の集塵効率を見積もる構成となっているため、放電極に荷電不良が発生した場合でも、電気集塵器２の出口煤塵量が正確に予測される。
さらに、電気集塵器２の出口煤塵量の計算結果に基づいて式（１３）から負荷抑制値が簡単かつ正確に求められる。そして、この負荷抑制値が発電機１０の出力の上限値として設定されることから、本発明の電気集塵システム１ａによれば、発電機１０の発電効率を必要以上に低下させることなく、ボイラ１１における煤塵の発生を適切に抑制し、煙突出口における煤塵量を常に規制値以下に抑えることができる。
【実施例２】
【００５７】
上流側入口のダンパの開度が異なる場合に負荷抑制値Ｐを求める手順について図３及び図６を参照しながら説明する。なお、図３及び図６は電気集塵器２の一部を拡大した模式図である。
図６に示した電気集塵器２において、２Ｎ区画のうちの数箇所で荷電不良が発生すると、電気集塵器２の出口煤塵量Ｗｏｕｔ３は、荷電不良の発生箇所が上流側と下流側で連続しているか否かに関わらず、Ｎ区画の上流側入口にそれぞれ分配される排煙の割合をαｋ（ｋ≦Ｎ）として、次の式（１４）で表わされる。
このとき、Ｗｏｕｔ３は煙突出口煤塵量の目標値ＷＰ以下でなければならないことから、負荷抑制値Ｐは式（１３）ではなく、次の式（１５）で表わされる。なお、式（１４）において、荷電不良が発生していないｋに対するηｋ１やηｋ２の値は０．７であり、荷電不良が発生しているｋに対するηｋ１やηｋ２の値は０である。
【００５８】
【数１４】
0006331134.tif 000020
【００５９】
【数１５】
0006331134.tif 000021
【００６０】
図６（ａ）に示すように、上流側入口のダンパの開度がＡ１〜Ａ１で９０度、Ｂ１で０度、Ｂ２で５０度、Ｂ３及びＢ４で６０度である場合、排煙は図６（ｂ）に示すように各区画へ分配される。ただし、ダンパを通過する排煙の割合は０度及び９０度のときをそれぞれ０％及び１００％としてダンパの開度に比例するものとする。すなわち、各区画へ分配される排煙の割合αｋの値は、例えば、Ａ１〜Ａ４であれば、０．１７（＝１００％／５９０％）となる。
【００６１】
表６にＡ１〜Ｂ４の各区画への排煙の分配率とｋ及びαｋの値を示す。また、表７及び表８に、図３（ａ）及び図３（ｂ）で示した場合について、式（１４）に基づいて求めた電気集塵器２の出口煤塵量Ｗｏｕｔ３を示す。
表７及び表８を見ると、図３（ａ）及び図３（ｂ）の場合の電気集塵器２の出口煤塵量Ｗｏｕｔ３はそれぞれ１８．３３（ｍｇ）及び２６．０８（ｍｇ）であり、両者の差は７．７５（ｍｇ）となっている。
このようにして求めたＷｏｕｔ３から式（１５）に基づいて、図３（ａ）及び図３（ｂ）の場合の負荷抑制値Ｐを算出すると、それぞれ４６４（ＭＷ）及び３２６（ＭＷ）となる。
すなわち、排煙の分配量の多い箇所において上流側と下流側で連続して荷電不良が発生すると、電気集塵器２の集塵性能が著しく低下するため、それに応じて負荷抑制値も大きくなることがわかる。
【００６２】
【表６】
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【００６３】
【表７】
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【００６４】
【表８】
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【００６５】
既に述べたように、本実施例の電気集塵システム１ｂは、各区画に対して排煙が均等に分配されない場合に適した構造となっている。以下、電気集塵システム１ｂの構造と、その動作について図７及び図８を参照しながら説明する。
図７（ａ）及び図７（ｂ）はそれぞれ電気集塵システム１ｂの機能を説明するためのブロック図及びその動作手順を示すフローチャートである。また、図８は電気集塵システム１ｂの演算手段６においてなされる演算のアルゴリズムを示すフローチャートである。
図７（ａ）に示すように、本実施例の電気集塵システム１ｂは、実施例１の電気集塵システム１ａにおいて、ダンパの開度を検出する検出手段２ｂを備えた構造となっている。そして、検出手段２ｂが検出したダンパの開度に基づいて、演算手段６が、電気集塵器２の各区画に分配される排煙の割合を計算することを特徴とする。
【００６６】
まず、本システムの利用者が入力手段５を用いて、電気集塵器２の運転条件に関する情報として、区画数Ｎ、集塵効率η０、煙突出口煤塵量の目標値ＷＰ、電気集塵器２の入口煤塵量Ｗｉｎ及び発電機１０の出力の上限値Ｐ０を発電機出力抑制装置３に入力すると（矢印Ａ）、制御手段４は、これらの情報を記憶手段８に送って記憶させる（矢印Ｂ）。
次に、図７（ｂ）に示すように、電気集塵器２に荷電不良が発生すると、検出手段２ａはＯＦＦ状態となった断路器１４を検出してＯＦＦ信号を発生させるとともに、検出手段２ｂがダンパの開度を検出し（ステップＳ１０）、ＯＦＦ状態の断路器１４の位置を示す情報とＯＦＦ信号及びダンパの開度に関する情報を制御手段４に送る（矢印Ｃ）。ＯＦＦ信号を受け取った制御手段４は、記憶手段８から電気集塵器２の運転条件に関する情報を読み出して（矢印Ｄ）、この情報を断路器１４の位置情報とダンパの開度に関する情報とともに演算手段６に送り（矢印Ｅ）、演算手段６に負荷抑制値の演算をさせる（ステップＳ２０）。
【００６７】
演算手段６は、検出手段２ｂによって検出されたダンパの開度に関する情報に基づいて各区画に分配される排煙の割合αｋ（ｋ≦Ｎ）を計算した後、検出手段２ａによって検出されたＯＦＦ状態の断路器１４の位置情報に基づいて負荷抑制値Ｐを計算する（ステップＳ３０〜ステップＳ３９）。
ここで、演算手段６によって負荷抑制値Ｐが算出される手法について図８を用いて具体的に説明する。
【００６８】
まず、ステップＳ３０では、上述したように、制御手段４から受け取った「ダンパの開度に関する情報」に基づいてαｋが計算され、ＡＬ（ｊ）（ｊ＝１〜Ｎ）にそれぞれ代入される。
ステップＳ３１では、制御手段４から受け取った「ＯＦＦ状態の断路器１４の位置情報」に基づいてＢＬ（ｉ，ｊ）（ｉ＝１〜２、ｊ＝１〜Ｎ）に０又は１がそれぞれ代入され、ＥＫ（ｉ）（ｉ＝１〜２）にη０が代入される。このとき、Ｗｏｕｔ３の値は０とし、ｉ，ｊの値は１とする。
【００６９】
ステップＳ３２では、ＢＬ（ｉ，ｊ）の値が１であるとき、すなわち、上流側又は下流側においてｊ番目の断路器１４がＯＦＦ状態であると演算手段６が判断すると、ステップＳ３３においてＥＫ（ｉ）の値を０にした後、ステップＳ３４に進む。一方、ＢＬ（ｉ，ｊ）が１でないとき、すなわち、上流側又は下流側においてｊ番目の断路器１４がＯＮ状態であると演算手段６が判断すると、ステップＳ３３を迂回してステップＳ３４に進む。
ステップＳ３４では、ｉの値を１増やし、ステップＳ３５において、ｉの値が２よりも小さければ、ステップＳ３２に戻り、ｉの値が２以上であれば、ステップＳ３６に進む。
【００７０】
このようにして求められたＥＫ（１）及びＥＫ（２）を用いて、ステップＳ３６では、式（１４）においてｋが１の場合について計算を行う。その後、ステップＳ３７において、ｉの値を１に戻し、ＥＫ（１）及びＥＫ（２）の値をη０として、ｊの値を１増やす。ステップＳ３８では、ｊの値がＮよりも小さければ、ステップＳ３２に戻り、ｊの値がＮ以上であれば、ステップＳ３９に進む。このように、ステップＳ３２〜ステップＳ３６をＮ回繰り返すと、式（１４）においてｋが１からＮまでの場合について計算が行われることになり、電気集塵器２の出口煤塵量Ｗｏｕｔ３が求められる。
このようにして求められたＷｏｕｔ３を用いることで、ステップＳ３９では、式（１５）に基づいて負荷抑制値Ｐが求められる。
【００７１】
負荷抑制値Ｐは、電気集塵システム１ａの場合と同様に、演算手段６から制御手段４に送られ（矢印Ｆ）、さらに、制御手段４から負荷制御手段７に送られる（矢印Ｇ）。そして、ステップＳ４０では、負荷抑制値Ｐが負荷制御手段７から発電機１０に送られ（矢印Ｈ）、発電機１０の出力の上限値がＰに設定される。
なお、演算手段６による演算結果は制御手段４を介して、記憶手段８に記憶されるとともに、記憶手段８に記憶された他の情報とともに適宜、出力手段９から出力される（矢印Ｉ）。
【００７２】
このように、電気集塵システム１ｂでは、検出手段２ａ，２ｂの検出結果に基づいて荷電不良の発生した箇所と電気集塵器２の各区画に分配される排煙の割合が特定され、式（１４）及び式（１５）に基づいて荷電不良の発生パターンに応じた負荷抑制値Ｐが演算手段６によって算出され、負荷制御手段７によって発電機１０の出力の上限値が設定される構成となっている。  
したがって、本発明の電気集塵システム１ｂによれば、電気集塵器２の放電極に荷電不良が発生し、かつ、排煙が各区画に均等に分配されない場合であっても発電機１０の発電効率を必要以上に低下させることなく、ボイラ１１における煤塵の発生を適切に抑制し、煙突出口における煤塵量を常に規制値以下に抑えることができる。
【００７３】
なお、本実施例では、検出手段２ｂによってダンパの開度を検出しているが、本発明の電気集塵システムは、このような構造に限定されるものではない。例えば、検出手段２ｂを備える代わりに、電気集塵器２の各区画に排煙が分配される割合（式（１４）のαｋに相当）を、予め入力手段５から入力して記憶手段８に記憶させ、演算手段６が電気集塵器２の出口煤塵量の演算をする際に、この情報が記憶手段８から読み出され、制御手段４を介して演算手段６に送られるように構成されていても良い。この場合、演算手段６によって式（１４）及び式（１５）から負荷抑制値が算出されるため、上述の作用・効果が同様に発揮される。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明の請求項１に記載された発明は、発電所に限らず、ボイラ等からの燃焼排ガスに含まれる煤塵を捕集する必要がある場所に設置可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１ａ，１ｂ…電気集塵システム  ２…電気集塵器  ２ａ，２ｂ…検出手段  ３…煤塵発生抑制装置  ４…制御手段  ５…入力手段  ６…演算手段  ７…負荷制御手段  ８…記憶手段  ９…出力手段  １０…発電機  １１…ボイラ  １２…放電極  １３…煙突  １４…断路器  １５…整流器  
【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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【図８】
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