(57)【要約】【課題】計測値が協定値を越えてしまった場合に、その原因が計測器の不具合であるか否かを早期に判断ことが可能な環境監視システムを提供すること。【解決手段】環境監視システム１は、大気放出する排ガスに含まれる有害物質の濃度及び排出量を測定する計測器（ガス流量計３０、ガス濃度計４０）と、計測器の計測値と予め定められ排出基準となる協定値とを比較し、計測値が協定値よりも高いか否かを判断する第１判断部５０と、大気放出する排ガスに含まれる有害物質の濃度及び排出量の理論値を、演算によって求める理論値演算部５２と、計測器による計測値と理論値演算部５２による理論値とを関連付けたリストを作成するリスト作成部５６と、リスト作成部５６によって作成されたリストを電気的に画像表示する表示装置２０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気放出する排ガスに含まれる有害物質の濃度及び排出量を測定する計測器と、
当該計測器の計測値と予め定められ排出基準となる協定値とを比較し、前記計測値が前記協定値よりも高いか否かを判断する第１判断部と、
大気放出する排ガスに含まれる有害物質の濃度及び排出量の理論値を、演算によって求める演算部と、
前記計測器による計測値と前記演算部による理論値とを関連付けたリストを作成するリスト作成部と、
当該リスト作成部によって作成されたリストを電気的に画像表示する画像表示部と、を備えることを特徴とする環境監視システム。
【請求項２】
前記第１判断部が、前記計測値が前記協定値よりも高いと判断した場合に、前記計測値と前記理論値との差を求め、この差が予め設定された閾値より大きいか否かを判断する第２判断部と、
当該第２判断部の判断結果を報知する報知部と、を更に備えることを特徴とする請求項１記載の環境監視システム。
【請求項３】
前記報知部は、前記第２判断部において前記差を求める際に使用した前記計測値に対応する計測器を特定する情報を更に報知することを特徴とする請求項２記載の環境監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＮＯＸやＳＯＸ等、環境監視項目に指定された物質の濃度や排出量の値を表示する環境監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、火力発電所と自治体との間で、環境に関わる規定値を定め協定書を交わしている。この協定書によれば、監視対象の物質を指定した環境監視項目があり、この環境監視項目において、例えば、ＮＯＸやＳＯＸ等の有害物質の濃度や排出量の規制値が定められている。なお、以下の説明の便宜上、協定書で定められている個々の規定値を総称して協定値と称する場合がある。
【０００３】
火力発電所においては、環境監視項目に指定された物質の濃度や排出量を測定し、これらの計測値が協定値を越えたか否かを監視し、環境監視項目に指定された物質の濃度や排出量が協定値を越えてしまった場合には、発電所の出力を下げて協定値内に収まるようにする、という運用がなされている。
【０００４】
ここで、計測値が協定値を越えてしまった場合、その原因として、実際に有害物質の濃度や排出量が高くなったこと以外に、計測器の不具合であることがあり得る。この場合、濃度や排出量の値が適正であるにもかかわらず、発電所の出力を下げてしまうおそれがあり、発電所の運用上好ましくない。
【０００５】
計測器の不具合を把握することを可能にする技術として、従来、特許文献１に記載された技術が提案されている。特許文献１によれば、ＮＯＸやＳＯＸの濃度を分析するガス分析計が排気路から導入される排ガスを適正に分析しているか否かを把握するため、ガス分析計の分析結果を基にＳＯＸの濃度が環境基準値以下に設定された正常運転時の標準値よりも低いか否かを判断する判断手段と、判断手段によってＳＯＸの濃度が標準値よりも低いと判断されると異常である旨を告知する告知手段と、を備えた排ガス監視システムについて記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−８９５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１記載の技術は、ガス分析計が排ガスによって汚れることによって測定値が低下する不具合が発生しているか否かについて判断するものであり、測定値が上昇した場合の不具合を判断するものではない。このため、特許文献１記載の技術を、計測値が協定値を越えてしまった場合に、その原因が計測器の不具合にあるか否かを判断することに適用することは困難である。
【０００８】
また、前述したように、計測値が協定値を越えてしまった場合、発電所の出力を下げて協定値内に収まるようにする、という運用がなされている。しかし、出力を下げることは運用上好ましくないため、原因が計測器の不具合であるか否かを早期に判断することが可能な環境監視システムの出現が望まれる。
【０００９】
本発明は、このような問題点を解決し、計測値が協定値を越えてしまった場合に、その原因が計測器の不具合であるか否かを早期に判断ことが可能な環境監視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】
【００１０】
前記目的を達成するため、本発明は、次に記載する構成を備えている。
【００１１】
（１）  大気放出する排ガスに含まれる有害物質の濃度及び排出量を測定する計測器と、
当該計測器の計測値と排出基準として予め定められた協定値とを比較し、前記計測値が前記協定値よりも高いか否かを判断する第１判断部と、
大気放出する排ガスに含まれる有害物質の濃度及び排出量の理論値を、演算によって求める演算部と、
前記計測器による計測値と前記演算部による理論値とを関連付けたリストを作成するリスト作成部と、
当該リスト作成部によって作成されたリストを電気的に画像表示する画像表示部と、を備えることを特徴とする環境監視システム。
【００１２】
（１）によれば、作業員は、画像表示部に表示されたリストを視認することにより、計測値と理論値とを同時に確認することが可能になり、計測値と理論値との差が大きい場合には、計測器に不具合がある可能性があると判断することができる。このように、計測値が協定値を越えてしまった場合に、その原因が計測器の不具合であるか否かを早期に判断ことが可能な環境監視システムを提供することが可能になる。
【００１３】
（２）  （１）において、前記第１判断部が、前記計測値が前記協定値よりも高いと判断した場合に、前記計測値と前記理論値との差を求め、この差が予め設定された閾値より大きいか否かを判断する第２判断部と、当該第２判断部の判断結果を報知する報知部と、を更に備えることを特徴とする環境監視システム。
【００１４】
（２）によれば、計測値が協定値を越えてしまった場合に、その原因が計測器の不具合であるか否かを自動的に判断し、かつ報知することができる。これにより、作業員は、計測器の不具合によって計測値が協定値を越えたことを確実が把握することが可能になる。更に作業員が、リストを視認した際に、計測値と理論値との差が大きくなっていることを見落とすことを防止することできる。
【００１５】
（３）  （２）において、前記報知部は、前記第２判断部において前記差を求める際に使用した前記計測値に対応する計測器を特定する情報を更に報知することを特徴とする環境監視システム。
【００１６】
（３）によれば、作業員に不具合の可能性がある計測器を報知することが可能になり、作業員は、この報知を受けて、早期に計測器を確認することが可能になる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、計測値が協定値を越えてしまった場合に、その原因が計測器の不具合であるか否かを早期に判断ことが可能な環境監視システムを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態における環境監視システム１の概略構成を示すブロック図である。
【図２】リスト作成部５６が作成するリスト例を示す図である。
【図３】中央処理部１２において実行される環境監視項目の監視処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】リスト作成部５６が作成するリスト例を示す図である。
【図５】リスト作成部５６が作成するリスト例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態における環境監視システム１の概略構成を示すブロック図である。
【００２０】
環境監視システム１は、管理端末１０と、画像表示部に相当する表示装置２０と、ガス流量計３０と、ガス濃度計４０と、を備えている。ガス流量計３０及びガス濃度計４０は、計測器に相当する。
【００２１】
管理端末１０は、画像表示部及び報知部に相当する表示装置２０と、ガス流量計３０と、ガス濃度計４０とにケーブルあるいは無線によって通信可能に接続されている。
【００２２】
表示装置２０は、液晶ディスプレイやＣＲＴ等からなり、管理端末１０において作成された各種の情報を電気的に画像表示するものである。
【００２３】
ガス流量計３０は、排ガスを排出するための配管経路における所定箇所に設置され、配管経路を通る排ガスの流量を測定するものである。ガス流量計３０は、例えば、ボイラにおいて発生した灰を回収する集塵装置と、排ガスを大気中に放出する煙突とを接続する配管に設けられている。ガス流量計３０による排出量の計測結果は、管理端末１０に送信される。
【００２４】
ガス濃度計４０は、例えば煙突に差し込まれ、煙突を通る排ガスの一部を取り入れるサンプリングパイプと、このサンプリングパイプ介して導入される排ガス中のＮＯＸ及びＳＯＸ濃度分析するガス分析計とを備えている。ガス分析計は管理端末１０に通信可能に接続されており、濃度の分析結果は管理端末１０に送信される。なお、以下の説明において、ガス流量計３０の計測結果である排出量値及びガス分析計による分析結果である濃度値を、計測値と総称する場合がある。
【００２５】
管理端末１０は、各種のデータ処理を行う中央処理部１２と、各種のプログラムを記憶する記憶部１４と、表示装置２０と、ガス流量計３０及びガス濃度計４０等の外部機器が接続されるＩ／Ｆ部１６と、を備えている。
【００２６】
中央処理部１２は、記憶部１４に記憶されている各種のプログラムを実行させることにより、管理端末１０は各種の機能を果たすようになる。本実施形態によれば、管理端末１０は、第１判断部５０、理論値演算部５２、第２判断部５４及びリスト作成部５６としての機能を果たすようになる。
【００２７】
記憶部１４には、各種のプログラムの他に、火力発電所と自治体との間で取り交わした協定書において、環境監視項目に指定された物質の濃度や排出量の協定値や、詳細については後述するが、第２判断部５４における判断に使用される閾値が記憶されている。
【００２８】
第１判断部５０は、ガス流量計３０及びガス濃度計４０から送信される計測値と、予め定められ排出基準となる協定値とを比較し、計測値が協定値よりも高いか否かを判断する。
【００２９】
理論値演算部５２は、大気放出する排ガスに含まれる有害物質の濃度及び排出量の理論値を、燃料の使用量、Ｓ分（硫黄分）、モル比、元素組成等の諸元から演算によって求めるものである。
【００３０】
第２判断部５４は、第１判断部５０が、計測値が協定値よりも高いと判断した場合に、その計測値と、理論値演算部５２が演算によって求めた理論値との差を求め、この差が記憶部１４に記憶されている予め設定された閾値より大きいか否かを判断する。
【００３１】
リスト作成部５６は、ガス流量計３０及びガス濃度計４０を特定する情報、例えば設置場所の情報と、ガス流量計３０及びガス濃度計４０から送信される計測値と、理論値演算部５２によって算出された理論値とを関連付けてなるリストを作成する。リスト作成部５６によって作成されたリストのデータは、管理端末１０から表示装置２０に出力され、表示装置２０の表示画面に表示される。
【００３２】
図２は、リスト作成部５６が作成するリストの一例を示す説明図である。
図２に示すように、リストは、ガス流量計３０及びガス濃度計４０の設置場所に関する情報と、ガス流量計３０及びガス濃度計４０毎の測定値と、理論値演算部５２が求めた理論値とが関連付けられている。特に、測定値の隣に理論値が配置されている。更に、ガス流量計３０及びガス濃度計４０の測定結果は、ＮＯＸの測定結果と、ＳＯＸ等の測定結果とに大別されている。
【００３３】
作業員は、図２に示すリストを見ることにより、例えば、場所Ｇのガス流量計３０の測定値と理論値との差が大きいことから、場所Ｇのガス流量計３０に不具合が生じている可能性があることを把握することができる。
【００３４】
次に、理論値演算部５２によって実行される演算処理について説明する。理論値演算部５２においては、理論ＳＯＸ濃度計算、理論ＳＯＸ排出量計算、理論ＮＯＸ濃度計算、理論ＮＯＸ排出量計算等が実施される。
【００３５】
＜理論ＳＯＸ濃度計算＞
ＳＯＸの濃度は、次の計算式によって計算できる。
【００３６】
（式１）
理論ＳＯＸ濃度＝（２２．４／３２×燃料Ｓ分／１００×燃料使用量（ｋｇ／ｈ））／（排ガス量（湿り）（ｍ３Ｎ／ｈ））×１０６
【００３７】
例えば、Ｓ分が０．１９％、燃料使用量が１１０（ｔ／ｈ）、排ガス量（湿り）が、１，３４３，０００（ｍ３Ｎ／ｈ）の場合には、理論ＳＯＸ濃度は、１０８．９（ｐｐｍ）となる。
【００３８】
ここで、排ガス量は、元素組成Ｃ（炭素分）、元素組成Ｈ（水素分）、元素組成Ｓ（硫黄分）、排ガス中の水分、燃料使用量Ｆ、煙突入口Ｏ２、理論空気量Ａ０、理論燃焼ガス量Ｑ０、空気比λ、実際燃焼ガス量（湿り）Ｑ’、実際燃焼ガス量（乾き）Ｑ”よって求められる。
Ｃ（炭素分）、Ｈ（水素分）、Ｓ（硫黄分）、排ガス中の水分については、燃料となる油種ごとに設定可能である。燃料使用量Ｆや煙突入口Ｏ２濃度については、適宜計測する。理論空気量Ａ０、理論燃焼ガス量Ｑ０、空気比λ、実際燃焼ガス量（湿り）Ｑ’、実際燃焼ガス量（乾き）Ｑ”については、次の式よって求められる。
理論空気量Ａ０＝８．８９×Ｃ＋２６．７×Ｈ＋３．３３×Ｓ
理論燃焼ガス量Ｑ０＝８．８９×Ｃ＋３２．３×Ｈ＋３．３３×Ｓ
空気比λ＝０．２１／（０．２１−煙突入口Ｏ２）
実際燃焼ガス量（湿り）Ｑ’＝Ｑ０＋（λ−１）＊Ａ０
実際燃焼ガス量（乾き）Ｑ”＝Ｑ’−（２２．４／Ｈ２＊元素組成Ｈ分＋２２．４／Ｈ２０＊排ガス中の水分）
そして、排ガス量は、次の式によって求めることができる。
排ガス量（湿り）Ｑｗ＝Ｑ’＊Ｆ
排ガス量（乾き）ＱＤ＝Ｑ”＊Ｆ
【００３９】
＜理論ＳＯＸ排出量計算＞
ＳＯＸの排出量は、次の計算式によって計算できる。
（式２）
理論ＳＯＸ総排出量＝燃料使用量（ｋｇ／ｈ）×燃料Ｓ分／１００×（２２．４／３２）
例えば、Ｓ分が０．１９％、燃料使用量が１１０（ｔ／ｈ）の場合には、理論ＳＯＸ総排出量は１４６（ｍ３Ｎ／ｈ）となる。
【００４０】
＜ＮＯＸ濃度（Ｏ２４％換算）計算＞
ＮＯＸの濃度（Ｏ２４％換算）、次の計算式によって計算できる。
（式３）
理論ＮＯＸ濃度（Ｏ２４％換算値）＝（ＮＯＸ濃度（生値）×（２１−４））／（２１−煙突入口Ｏ２濃度）
例えば、ＮＯＸ濃度（生値）が１５．０（ｐｐｍ）、煙突入口Ｏ２濃度が２（％）の場合には、理論ＮＯＸ濃度（Ｏ２４％換算値）は１３．４（ｐｐｍ）となる。
【００４１】
＜理論ＮＯＸ排出量計算＞
ＮＯＸの排出量は、次の計算式によって計算できる。
（式４）
理論ＮＯＸ排出量＝ＮＯＸ濃度（Ｏ２４％換算値）／１，０００，０００×排ガス量（乾き）（ｍ３Ｎ／ｈ）
例えば、排ガス量（乾き）が９０１，２０８（ｍ３Ｎ／ｈ）、ＮＯＸ濃度（Ｏ２４％換算値）が１３．４（ｐｐｍ）の場合には、理論ＮＯＸ排出量は１２（ｍ３Ｎ／ｈ）となる。
【００４２】
このように、ＮＯＸやＳＯＸの濃度や排出量の理論値は、元素組成（Ｃ，Ｈ，Ｓ）、排ガス中の水分、燃料使用量、煙突入口Ｏ２濃度を取得することによって演算より求めることが可能である。なお、上述した理論値を求めるために必要な計算式は、記憶部１４に記憶されている。
【００４３】
図３は、管理端末１０の中央処理部１２において実行される監視処理の流れを示すフローチャートである。この監視処理は、一定時間毎に実行される。
【００４４】
まず、中央処理部１２（理論値演算部５２）は、ＮＯＸ及びＳＯＸの濃度や排出量の理論値を算出する処理を行う（Ｓ１）。具体的には、作業員が、中央処理部１２にＮＯＸ及びＳＯＸの濃度や排出量の理論値を求めるために必要な数値を入力することによって、理論値が自動計算される。そして、中央処理部１２（リスト作成部５６）は、算出した理論値を図２に示すリストの理論値の欄に記入する。
【００４５】
次に、中央処理部１２は、ガス流量計３０及びガス濃度計４０から計測値を取得し、図２に示すリストの計測値の欄に記入する（Ｓ２）。なお、中央処理部１２（リスト作成部５６）は、ガス流量計３０及びガス濃度計４０から計測値を取得する毎にリストの計測値の欄を更新する。
【００４６】
次に、中央処理部１２（第１判断部５０）は、ガス流量計３０及びガス濃度計４０から送信される計測値と、協定値とを比較し、計測値が協定値よりも高いか否かを判断する（Ｓ３）。計測値が協定値よりも高いと判断した場合には、中央処理部１２は、その旨を報知する処理を行う（Ｓ３）。具体的には、例えば、図２に示すリストにおいて、協定値よりも高い計測値を送信した計測器に関連する項目の背景を、図４に示すように色分けする（例えば、黄色にする）処理が行われる。
【００４７】
次に、中央処理部１２（第２判断部５４）は、計測値と理論値との差を求め、この差と予め設定された閾値とを比較し、計測値と理論値との差が閾値よりも高いか否かを判断する（Ｓ５）。計測値と理論値との差が閾値よりも高いと判断した場合には、中央処理部１２は、計測器に不具合がある可能性がある旨を報知する処理を行う（Ｓ６）。具体的には、例えば、図２に示すリストにおいて、計測値と理論値との差が閾値より高いという条件を満たしている項目の背景を、図５に示すように、ステップＳ４の処理における色分けとは異なる色で色分けをする（例えば、赤色にする）処理が行われる。
【００４８】
次に、中央処理部１２は、リストの内容を表示装置２０に画像表示させる処理を行う（Ｓ８）。この処理が終了することにより、監視処理が終了する。
【００４９】
また、中央処理部１２（第１判断部５０）が、計測値が協定値よりも高くないと判断した場合、及び中央処理部１２（第２判断部５４）が、計測値と理論値との差が閾値よりも高くないと判断した場合には、出力を低下させる指示を表示装置２０に画像表示させる処理を行う（Ｓ７）。この処理が終了した後、処理をステップＳ８に移行させる。
【００５０】
そして、表示装置２０に表示されたリストを見た作業員は、黄色及び赤色に色分けされている項目の計測器の計測値が、協定値より高くなっていることを把握することができる。また、通常、計測値と理論値とは近い値であって大きく差が開くことはない。このため、赤色に色分けされている項目の計測器には、不具合が発生している可能性が高いことになる。したがって、作業員は、表示装置２０に表示されたリストを見ることにより、協定値より高い値を示す計測器の中で、不具合が発生している可能性が高いものを容易に把握することが可能になる。
【００５１】
以上、説明したように構成された本実施形態によれば、作業員は、表示装置２０に表示されたリストを視認することにより、計測値と理論値とを同時に確認することが可能になり、計測値と理論値との差が大きい場合には、計測器に不具合がある可能性があると判断することができる。このように、計測値が協定値を越えてしまった場合に、その原因が計測器の不具合であるか否かを早期に判断ことが可能になり、計測器の不具合による出力降下やユニット停止に関わるリスクを低減することが可能になる。
【００５２】
また本実施形態によれば、計測値が協定値を越えてしまった場合に、その原因が計測器の不具合であるか否かを自動的に判断し、かつ報知することができる。これにより、作業員は、計測器の不具合によって計測値が協定値を越えたことを確実が把握することが可能になる。更に作業員が、リストを視認した際に、計測値と理論値との差が大きくなっていることを見落とすことを防止することできる。
【００５３】
また本実施形態によれば、作業員が表示装置２０に表示されるリストを視認することにより、第２判断部５４において計測値と理論値との差を求める際に使用した計測値に対応する計測器を特定することが可能になり、作業員は、この報知を受けて、早期に計測器を確認することが可能になる。
【００５４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の実施形態は、上述した実施形態に限るものではない。例えば、上述した実施形態によれば、計測値が協定値を越えたことや、計測値と理論値との差が閾値を超えたことを、リストを表示する表示装置２０によって報知しているが、表示装置２０以外の表示装置を用いてもよく、更には、音声による報知であってもよい。
【００５５】
また、作業員が、管理端末１０にＮＯＸ及びＳＯＸの濃度や排出量の理論値を求めるために必要な数値を入力する際には、数値を一つ一つ入力するのではなく、まとめて入力できるようにしてもよい。例えば、燃料の種類毎に、元素組成（Ｃ，Ｈ，Ｓ）及び排ガス中の水分を関連付けてなるデータベースを予め作成しておく。そして、作業員が、管理端末１０にＮＯＸ及びＳＯＸの濃度や排出量の理論値を求めるために必要な数値を入力する際に、燃料の種類を指定することにより、データベースから指定された燃料の種類に関連付けられた元素組成（Ｃ，Ｈ，Ｓ）及び排ガス中の水分の数値を読み出して、自動入力するように構成してもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１  環境監視システム
１０  管理端末
１２  中央処理部
１４  記憶部
１６  Ｉ／Ｆ部
２０  表示装置
３０  ガス流量計
４０  ガス濃度計
５０  第１判断部
５２  理論値演算部
５４  第２判断部
５６  リスト作成部
【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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