(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
節炭器出口のＯ２濃度の設定値に基づいて運転制御される石炭焚きのボイラと、ミル回転式分級器の回転数の設定値とに基づいて運転制御される燃料供給装置とを備える発電用プラントにおいて、前記ボイラの運転支援を行うボイラ運転支援装置であって、
前記ボイラへ燃料を供給する燃料供給装置の動力または電流値を検出する第１の状態検出手段と、
前記燃料供給装置の動力または電流値に基づいて、前記燃料供給装置を構成する石炭を粉砕するミルの粉砕用ローラまたはセグメントの摩耗による損耗量を所定の計算式によって算出する第１の損耗量算出手段と、
前記ボイラ及び前記燃料供給装置の状態を検出する運転状態検出手段と、
前記運転状態検出手段による検出値に基づいて運転費用を算出する運転費用算出手段と、
前記ミルの粉砕用ローラまたはセグメントの摩耗による損耗量と修繕費とが関係付けられて記憶された記憶手段と、
前記記憶手段から前記第１の損耗量算出手段によって算出した損耗量に応じた修繕費を読み出すことにより修繕費を取得する修繕費取得手段と、
前記節炭器出口のＯ２濃度と、前記ミル回転式分級器の回転数と、前記運転状態検出手段によって検出した検出値と、前記運転費用と、前記ミルの粉砕用ローラまたはセグメントの摩耗による損耗量と、前記修繕費とを、前記ボイラの運転中において同一時間軸上に表示する表示手段と
を備えたことを特徴とするボイラ運転支援装置。
【請求項２】
前記ボイラ内の燃焼ガスの流速または流量と燃焼ガスのばいじん濃度を検出する第２の状態検出手段と、
前記燃焼ガスの流速または流量と燃焼ガスのばいじん濃度に基づいて、前記ボイラのボイラチューブまたはチューブプロテクタの損耗量を所定の計算式によって算出する第２の損耗量算出手段とをさらに備え、
前記記憶手段には、前記ボイラのボイラチューブまたはチューブプロテクタの損耗量と修繕費とが関係付けられて記憶され、
前記修繕費取得手段は、前記記憶手段から、前記第２の損耗量算出手段によって算出した損耗量に応じた修繕費を読み出すことにより修繕費を取得し、
前記表示手段は、前記ボイラのボイラチューブまたはチューブプロテクタの損耗量と前記第２の損耗量算出手段によって算出した損耗量に応じた修繕費とを前記同一時間軸上に表示することを特徴とする請求項１に記載のボイラ運転支援装置。
【請求項３】
前記ボイラ内の燃焼ガス中のＨ２Ｓ濃度を検出する第３の状態検出手段と、
前記燃焼ガス中のＨ２Ｓ濃度に基づいて、前記ボイラの水冷壁管の腐食減肉による損耗量を所定の計算式によって算出する第３の損耗量算出手段とをさらに備え、
前記記憶手段には、前記ボイラの水冷壁管の腐食減肉による損耗量と修繕費とが関係付けられて記憶され、
前記修繕費取得手段は、前記記憶手段から、前記第３の損耗量算出手段によって算出した損耗量に応じた修繕費を読み出すことにより修繕費を取得し、
前記表示手段は、前記ボイラの水冷壁管の腐食減肉による損耗量と前記第３の損耗量算出手段によって算出した損耗量に応じた修繕費とを前記同一時間軸上に表示することを特徴とする請求項２に記載のボイラ運転支援装置。
【請求項４】
前記第１、第２及び第３の損耗量算出手段において用いる計算式は、過去の実績値に基づく補正係数が乗算されることを特徴とする請求項３に記載のボイラ運転支援装置。
【請求項５】
前記ボイラに供給する燃料の性状が変化したことにより、前記第１、第２及び第３の状態検出手段による前記検出量、前記第１、第２及び第３の損耗量算出手段による前記損耗量、前記修繕費算出手段による前記修繕費のいずれかが、予め決められたそれぞれのしきい値を超えたことを検出する検出手段と、
前記検出結果に応じて、各々の値がしきい値を超えないように運転制御を行うための設定値を変化させ、この設定値を運転制御装置に対して出力する設定値出力手段と
をさらに備えたことを特徴とする請求項４に記載のボイラ運転支援装置。
【請求項６】
前記設定値出力手段は、前記運転費用と前記修繕費との合計費用が最も少なくなるように前記設定値を変化させることを特徴とする請求項５に記載のボイラ運転支援装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボイラの最適化運転を行うための運転支援を行うボイラ運転支援装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の石炭焚きのボイラは、焚く石炭の性状により、設計、運転、保守に大きく影響するのが通常であるため、数１０種類の炭種を設計炭としている。一方、近年の石炭焚きボイラでは自動化が進んでおり、炭種の変化に対しても、ボイラの安定運転が継続できるように、予めプラント総括制御装置（以下、ＡＰＣと称する）に、その炭種それぞれの性状にあった機器状態量を設定したプログラムを選択し使用している。ただし、数１０炭種に及ぶ設計炭全てのプログラムを設定することは、事実上困難であるため、当該ボイラの設計炭種のうち、例えば、高水分炭、高燃料比炭、低ＨＧＩ炭といった、水分や燃焼性、粉砕性等において突出している数炭種（以下、代表炭と称する）について、プラント建設における試運転時に、実際に燃焼調整と負荷静特性試験、負荷動特性試験を実施しその炭種それぞれについて、ＡＰＣに適切な諸状態量をプログラム設定しているのが現状である。ＡＰＣにおける、ボイラの燃焼特性に係わるプログラム設定は、主としてボイラ本体関係では、バーナ部空気比、節炭器出口Ｏ2、二段燃焼比率、エアレジスタ開度等であり、微粉炭機（以下、ミルと称する）関係では、油圧、ミル回転式分級器回転数等である。
【０００３】
このようなプログラム設定値は、プラントの起動停止、負荷変化時も含めて、各機器の運転制限とならない様、また、特性面でボイラの蒸気温度特性、ボイラ出口のＮＯｘ、石炭灰中に残存して、系外に持ち出されボイラ熱効率のうちの熱損失となる未燃炭素（以下、灰中未燃分と称する）、ボイラ出口の一酸化炭素（ＣＯ）等が、運用上、支障とならない設定としている。また、この設定は、多炭種対応ボイラという性格から、代表炭以外の炭種に対しても、同様に運用支障とならぬようにする必要があるため、それぞれ裕度をもった設定としている。また、代表炭以外の石炭を焚く場合は、既存の数種類のプログラムの中から最も適していると判断されるものを選定し、この選定したプログラムによってボイラを運転している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ボイラの運転において、節炭器出口Ｏ2、すなわち燃焼用空気の空気比の設定については炭種により傾向が異なるが、一般的に節炭器出口Ｏ2の設定値を減少させると、ボイラ熱損失における、乾き排ガス損失は減少するが、灰中未燃分が増加し未燃損失は増加する。一方、ボイラ出口ＮＯｘ濃度（Ｏ2＝６％）は減少傾向となり、押込通風機、誘引通風機、脱硫通風機（以下、大型通風機と称する）の動力も減少する。同時に、節炭器出口Ｏ2の設定値を減少させると、ボイラの還元雰囲気における硫化（Ｈ2Ｓ）腐食によるボイラチューブの腐食減肉を助長させるといった一面もある。また、ミルの回乾式分級器の回転数の設定を増加させると、ボイラに投入される微粉炭の粒径が、より細粒となるため燃焼性が向上し、ボイラ出口ＮＯｘ、灰中未燃分がともに減少するが、一方、ミルの動力、ミルの粉砕用ローラとセグメントの摩耗量は増加するといった傾向となる。
このように、運転条件の変化に伴い、実際は、蒸気温度特性、ボイラ出口ＮＯｘ、灰中未燃分、ボイラ出口ＣＯだけではなく、ボイラ熱効率や、大型通風機とミルの動力（以下、所内動力と称する）、また機器の腐食減肉、摩耗など、機器の損耗量も変化する。
【０００５】
しかしながら、従来のプログラム設定値は、これら全ての要素を考慮した上での最適な設定とはなっておらず、多炭種対応ボイラという位置づけから、裕度をもった設定としているため、代表炭以外の石炭を焚く場合は基より、代表炭そのものに対しても最適な設定とはなっていないという問題がある。
また、多炭種対応ボイラの最適な運転を目指すためには、炭種毎に、蒸気温度特性、ボイラ出口ＮＯｘ、灰中未燃分、ボイラ出口ＣＯのみならず、ボイラ熱効率、所内動力、機器の損耗量も含めた総合判断に基づき、節炭器出口Ｏ2や、ミル回乾式分級器の回転数、等の設定値を決定するべきであるが、従来は機器の損耗については、その定量的変化量がリアルタイムに表示されるようになっていないため、その設定値の合理性が判断できず、必ずしも最適とはいえない裕度を持ったプログラム設定による運転に従わざるを得ないという問題もある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ボイラの最適化運転を行うための運転支援を行うボイラ運転支援装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、節炭器出口のＯ２濃度の設定値に基づいて運転制御される石炭焚きのボイラと、ミル回転式分級器の回転数の設定値とに基づいて運転制御される燃料供給装置とを備える発電用プラントにおいて、前記ボイラの運転支援を行うボイラ運転支援装置であって、前記ボイラへ燃料を供給する燃料供給装置の動力または電流値を検出する第１の状態検出手段と、前記燃料供給装置の動力または電流値に基づいて、前記燃料供給装置を構成する石炭を粉砕するミルの粉砕用ローラまたはセグメントの摩耗による損耗量を所定の計算式によって算出する第１の損耗量算出手段と、前記ボイラ及び前記燃料供給装置の状態を検出する運転状態検出手段と、前記運転状態検出手段による検出値に基づいて運転費用を算出する運転費用算出手段と、前記ミルの粉砕用ローラまたはセグメントの摩耗による損耗量と修繕費とが関係付けられて記憶された記憶手段と、前記記憶手段から前記第１の損耗量算出手段によって算出した損耗量に応じた修繕費を読み出すことにより修繕費を取得する修繕費取得手段と、前記節炭器出口のＯ２濃度と、前記ミル回転式分級器の回転数と、前記運転状態検出手段によって検出した検出値と、前記運転費用と、前記ミルの粉砕用ローラまたはセグメントの摩耗による損耗量と、前記修繕費とを、前記ボイラの運転中において同一時間軸上に表示する表示手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記ボイラ内の燃焼ガスの流速または流量と燃焼ガスのばいじん濃度を検出する第２の状態検出手段と、前記燃焼ガスの流速または流量と燃焼ガスのばいじん濃度に基づいて、前記ボイラのボイラチューブまたはチューブプロテクタの損耗量を所定の計算式によって算出する第２の損耗量算出手段とをさらに備え、前記記憶手段には、前記ボイラのボイラチューブまたはチューブプロテクタの損耗量と修繕費とが関係付けられて記憶され、前記修繕費取得手段は、前記記憶手段から、前記第２の損耗量算出手段によって算出した損耗量に応じた修繕費を読み出すことにより修繕費を取得し、前記表示手段は、前記ボイラのボイラチューブまたはチューブプロテクタの損耗量と前記第２の損耗量算出手段によって算出した損耗量に応じた修繕費とを前記同一時間軸上に表示することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記ボイラ内の燃焼ガス中のＨ２Ｓ濃度を検出する第３の状態検出手段と、前記燃焼ガス中のＨ２Ｓ濃度に基づいて、前記ボイラの水冷壁管の腐食減肉による損耗量を所定の計算式によって算出する第３の損耗量算出手段とをさらに備え、前記記憶手段には、前記ボイラの水冷壁管の腐食減肉による損耗量と修繕費とが関係付けられて記憶され、前記修繕費取得手段は、前記記憶手段から、前記第３の損耗量算出手段によって算出した損耗量に応じた修繕費を読み出すことにより修繕費を取得し、前記表示手段は、前記ボイラの水冷壁管の腐食減肉による損耗量と前記第３の損耗量算出手段によって算出した損耗量に応じた修繕費とを前記同一時間軸上に表示することを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、前記第１、第２及び第３の損耗量算出手段において用いる計算式は、過去の実績値に基づく補正係数が乗算されることを特徴とする。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、前記ボイラに供給する燃料の性状が変化したことにより、前記第１、第２及び第３の状態検出手段による前記検出量、前記第１、第２及び第３の損耗量算出手段による前記損耗量、前記修繕費算出手段による前記修繕費のいずれかが、予め決められたそれぞれのしきい値を超えたことを検出する検出手段と、前記検出結果に応じて、各々の値がしきい値を超えないように運転制御を行うための設定値を変化させ、この設定値を運転制御装置に対して出力する設定値出力手段とをさらに備えたことを特徴とする。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、前記設定値出力手段は、前記運転費用と前記修繕費との合計費用が最も少なくなるように前記設定値を変化させることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態によるボイラ運転支援装置を図面を参照して説明する。初めに、図１を参照して、発電用多炭種対応・石炭ボイラのプラント全体の構成を説明する。図１は、多炭種対応・石炭ボイラの全体構成を示すブロック図である。この図において、符号１は、ボイラの燃料である石炭を粉砕するミルであり、セグメント２とローラ３を有している。符号４は、ミル回転式分級器であり、ボイラ５に微粉炭Ｂを供給する。符号６は、ボイラ５の壁面に設けられたボイラ水冷壁管である。符号７は、節炭器であり、節炭器出口Ｏ2濃度計測器８によって出口のＯ2濃度が計測される。符号９は、脱硝装置１１に対してアンモニアを注入する脱硝装置アンモニア注入器である。符号１０は、ボイラ出口のＮＯｘ濃度を計測するボイラ出口ＮＯｘ計測器である。符号１２は、排ガスによって燃焼用空気Ａを予熱する空気予熱器である。符号１３は、空気予熱器出口ガス温度計測器である。排ガスは、ＥＰ１４、誘引通風機１５、脱硫通風機１６、脱硫装置１７を介して、煙突１８から大気へはき出される。符号１９は、燃焼用空気Ａを供給する押込通風機である。図１に示す構成は、一般的な発電用多炭種対応・石炭ボイラのプラントであるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００２３】
次に、図２を参照して、ボイラ運転支援装置の構成を説明する。図２は、ボイラ運転支援装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、符号２１は、プラント総括制御装置（以下、ＡＰＣと称する）であり、設定値として節炭器７の出口Ｏ2濃度またはミル回転式分級器４の回転数を入力し、この設定値に基づいてボイラ５の運転制御を行う。符号２２は、ボイラ５内の燃焼の制御を行う制御用計算機である。符号２３は、ボイラ５の運転時に得られる運転データのデータ処理を行う運転データ処理計算機である。符号２４は、運転支援装置であり、ボイラ５を構成する機器の損耗量を計算するとともに、ボイラ５の運転状態を画面表示する。符号２５は、図１に示すプラントの各部位で計測された計測データ群であり、制御用計算機２２及び運転データ２３を介して、運転支援装置２４へ通知される。
【００２４】
次に、図３を参照して、図２に示す運転支援装置２４の動作を説明する。図３は、運転支援装置２４の動作を示すフローチャートである。まず、運転支援装置２４は、節炭器出口Ｏ2濃度の設定値とミル回転式分級器回転数の設定値を変更して、制御用計算機２２に対して出力する（ステップＳ１）。この動作が、運転起動時である場合は、予め決められた値を制御用計算機２２に対して出力する。
【００２５】
次に、運転支援装置２４は、プラントの各部位で検出される運転状態の計測データを制御用計算機２２、運転データ処理計算機２３介して取得する（ステップＳ２）。ここで取得する計測データは、節炭器出口Ｏ2、灰中未燃分、空気予熱器出口ガス温度、ボイラ出口ＮＯｘ、所内動力等である。続いて、運転支援装置２４は、取得した計測データ群２５に基づいて、ボイラ熱効率、プラント熱効率給炭量、灰処理量等の計算とボイラを構成する機器損耗量の計算を行う（ステップＳ３）。ここで計算される機器損耗量は、ボイラ水冷壁管の単位時間当たりの腐食減肉量、ボイラチューブまたはチューブプロテクターの単位時間当たりの摩耗量及びミル粉砕用ローラおよびセグメントの単位時間当たりの摩耗量である。この計算によって得られた機器損耗量は、ボイラ５の停止時に実施された損耗量の実測値に基づいて補正が加えられ、更新される（ステップＳ４）。
【００２６】
ここで、各損耗量を求める計算式について説明する。ボイラ水冷壁の腐食減肉量は、計測によって取得可能なボイラ内Ｈ2Ｓ濃度に関係し、またボイラチューブまたはチューブプロテクターの摩耗量は、計測または計算可能なボイラ燃焼ガス中ばいじん濃度と燃焼ガス流速または燃焼ガス流量に関係することが分かっている。また、ミル粉砕用ローラおよびセグメントの摩耗量は、計測によって取得可能なミルの動力または電流に関係するため計算によって求めることが可能である。したがって、ボイラの運転を停止したうえで直接損耗量の計測をしなくてもリアルタイムで各状態量を計測して計算をすることにより、間接的にリアルタイムの単位時間当たりの機器損耗量を求めることが可能となる。
【００２７】
＜ボイラ水冷壁管の単位時間当たりの腐食減肉量＞
ボイラ水冷壁管の単位時間当たりの腐食減肉量Ｗ［ｍｍ／時間］は、（１）式によって算出する。
Ｗ＝Ｗａ×Ｓα×Ｋ・・・・（１）
ただし、
Ｗａ：当該または類似設計・先行ボイラにおける単位Ｈ2Ｓ濃度当たり単位
時間当たりの水冷壁管の実績腐食量［ｍｍ／時間］
Ｓ：当該ボイラ燃焼ガス中のＨ2Ｓ濃度［ｐｐｍ］
α：当該ボイラ特有の乗数
Ｋ：当該ボイラ特有の補正係数
である。
なお、当該または類似設計・先行ボイラにおける単位Ｈ2Ｓ濃度当たりの水冷壁管の実績腐食量Ｗａの数値を、当該ボイラ停止時に計測した結果を反映して更新するようにしてもよい。また、腐食減肉量は単位時間当たりの変化量としてもよい。
【００２８】
＜ボイラチューブまたはチューブプロテクターの単位時間当たりの摩耗量＞
ボイラチューブまたはチューブプロテクターの単位時間当たりの摩耗量Ｗ［ｍｍ／時間］は、（２）式によって算出する。
Ｗ＝Ｗａ×（Ｃ／Ｃａ）×（Ｖ／Ｖａ）β×Ｋ・・・・（２）
ただし、
Ｗａ：当該または類似設計・先行ボイラにおけるボイラチューブまたはチューブプロテクターの単位時間当たりの実績摩耗量［ｍｍ／時間］
Ｃ：当該ボイラの燃焼ガスのばいじん濃度［ｇ／ｍ3］
Ｃａ：Ｗａに対応した、当該または類似設計・先行ボイラの燃焼ガスの実績ばいじん濃度［ｇ／ｍ3］
Ｖ：当該ボイラの燃焼ガス流速［ｍ／時間］、
または燃焼ガス流量［ｍ3Ｎ／時間］
（燃焼ガス流量の単位は、［ｍ3／時間］でもよい。）
Ｖａ：Ｗａに対応した当該または類似設計・先行ボイラの燃焼ガス実績流速［ｍ／時間］、または燃焼ガス実績流量［ｍ3Ｎ／時間］、［ｍ3／時間］
β：当該ボイラ特有の乗数
Ｋ：当該ボイラ特有の補正係数
である。
なお、当該または類似設計・先行ボイラにおけるボイラチューブまたはチューブプロテクターの単位時間当たりの実績摩耗量Ｗａの数値を、当該ボイラ停止時に計測した結果を反映して更新するようにしてもよい。また、摩耗量は、単位時間当たりの変化量としてもよい。
【００２９】
＜ミル粉砕用ローラおよびセグメントの単位時間当たりの摩耗量＞
ミル粉砕用ローラおよびセグメントの単位時間当たりの摩耗量Ｗ［ｍｍ／時間］は、（３）式によって算出する。
Ｗ＝Ｗａ×（Ａ／Ａａ）×Ｋ・・・・（３）
ただし、
Ｗａ：当該または類似設計・先行ミルのローラおよびセグメントの単位時間当たりの実績摩耗量［ｍｍ／時間］
Ａ：当該ミルの動力［ｋＷｈ］または、電流値［Ａ］
Ａａ：Ｗａに対応した当該または類似設計・先行ミルの動力［ｋＷｈ］
または、電流［Ａ］
Ｋ：当該ミル特有の補正係数
である。
なお、当該または類似設計・先行ミルのローラおよびセグメントの単位時間当たりの実績摩耗量Ｗａの数値を、当該ボイラ停止時に計測した結果を反映して更新するようにしてもよい。また、摩耗量は、単位時間当たりの変化量としてもよい。
【００３０】
次に、運転支援装置２４は、ボイラ５の運転状態量を同一の時間軸でかつリアルタイムに画面表示する（ステップＳ５）。ここで、表示する運転状態量は、節炭器出口Ｏ2濃度、ミル回転式分級器の回転数、ボイラ出口ＮＯｘ、灰中未燃分、所内動力（通風機やミルで消費される電力）、アンモニア注入量、ボイラ熱効率、プラント熱効率、給炭量、灰処理量、単位時間当たりの機器損耗量（水冷壁管腐食量、ボイラチューブまたはチューブプロテクタ摩耗量、ミルローラ・セグメント摩耗量）とこの損耗量に対応する修繕費、燃料費、アンモニア費、灰処理費、所内動力費及びこれらの費用合計である。図４に、画面の表示例を示す。ここでは、縦軸の単位を明記していないが、各値を読みとれるように表示してもよい。また、修繕費の算出は、損耗量と修繕費の関係を予め算出しておき、この算出された修繕費を損耗量と関係付けて予め運転支援装置２４内に記憶しておき、算出された損耗量に対応する修繕費を読み出すことによって実現する。
【００３１】
次に、運転支援装置２４は、全ての運転状態量が予め決められたしきい値を超えていないかをそれぞれの運転状態量について判定する（ステップＳ６）。この判定の結果、１つでもしきい値を超える運転状態量があった場合、運転支援装置２４は、節炭器出口Ｏ2濃度の設定値とミル回転式分級器回転数の設定値を直前の設定値に変更して（ステップＳ７）、ステップＳ１へ戻る。
【００３２】
一方、全ての運転状態量がしきい値を超えていない場合、運転支援装置２４は、現時点の設定値と費用合計の平均値を内部に記憶する（ステップＳ８）。そして、運転支援装置２４は、内部に記憶されたデータ（設定値と費用合計）の量が十分かを判定する。この結果、十分でない場合、ステップＳ１戻って処理を繰り返す。また、データ量が十分である場合、運転支援装置２４は、内部に記憶されている費用合計の平均値の中から最小値とこの最小値に対応する設定値を選択する（ステップＳ１０）。
【００３３】
次に、運転支援装置２４は、選択した設定値が最適運転の設定値であるかを判定する（ステップＳ１１）。この判定の結果、最適運転の設定値でなければ、最適設定値に設定する（ステップＳ１２）。そして、選択または設定した設定値を最終的設定値とする（ステップＳ１３）。
【００３４】
なお、設定値の変更は、燃料の性状毎に、当該または所定の性能を有するボイラにおいて設定値を変更した場合の諸状態量変化の傾向を予め求めて記憶しておき、この記憶された情報に基づいて変更値を選択するするようにしてもよい。図５は、節炭器出口Ｏ2濃度変化に伴う諸状態量変化を示す図である。この図において、横軸は、節炭器出口Ｏ2濃度［％］を示し、縦軸は各状態量の値を示している。このような節炭器出口Ｏ2濃度と諸状態量との関係を定義したデータを燃料の性状毎に用意または記憶しておき、適宜近い性能を有する燃料性状のデータを選択して選択するようにすれば、早期に最適運転に移行することが可能となる。また、図６は、ミル回転式分級器回転数変化に伴う諸状態量変化を示す図である。この図において、横軸は、ミル回転式分級器回転数［ｒｐｍ］を示し、縦軸は各状態量の値を示している。ミル回転式分級器回転数の設定値も節炭器出口Ｏ2濃度と同様に燃料の性状毎に用意または記憶しておき、近い傾向を示すデータに基づいて設定値の変更を行えばよい。
【００３５】
このように、リアルタイムでボイラの運転状態を同一画面上に表示するようにしたため、運転管理を行う作業者は、容易に運転状態を把握することができる。特に、作業者が手動介入により設定値変更する節炭器出口Ｏ2、ミル回転式分級器の回転数の他、損失法に基づくボイラ熱効率とそれを用いて算出される給炭量、およびボイラ出口ＮＯｘ濃度（Ｏ2＝６％換算）とそれに対応した脱硝装置におけるアンモニア注入量、および押込通風機、誘引通風機、脱硫通風機、ミルの動力または電流値、および灰中未燃分、灰処理量等に加え、ボイラ水冷壁管、ボイラチューブ、チューブプロテクター、ミル粉砕用ローラおよびセグメントの単位時間当たりの損耗量と修繕費、燃料費、アンモニア費、灰処理費、所内動力費、及びこれらの費用合計も同一画面上に表示するようにしたため、作業者は多角的に運転状態を把握することができ、表示された運転状態に基づいて、最適な運転を行うことが可能となる。
【００３６】
次に、運転支援装置２４が設定値を変化させる動作の詳細を説明する。
まず、運転中のボイラにおいて、焚く石炭の性状が変わった場合に、節炭器出口Ｏ2濃度を変化させ、最適な設定値を自動で見出す動作を説明する。節炭器出口Ｏ2濃度設定値の変更は、運転中のボイラにおいて、運転の外乱とならない変化量で、かつ適切なインターバルをもって設定値を変化させるのが原則である。このとき、節炭器出口Ｏ2濃度設定値の変化に伴い、状態量が変化する損失法に基づくボイラ熱効率とそれにより算出される給炭量、およびボイラ出口ＮＯｘ濃度（Ｏ2＝６％換算）とそれに対応した脱硝装置におけるアンモニア注入量、および所内動力、灰処理量に加えて、単位時間当たりの機器の損耗量をいずれもリアルタイムで計算し、各状態量の値が総合的に最も合理的な運転状態となるまで節炭器出口Ｏ2濃度の設定値を自動で変化させる。ここでいう総合的に最も合理的な運転とは、各状態量が変化する項目のなかで、予め設定されているしきい値を超えず、かつ既損耗量と、単位時問当たりの機器の損耗量に対して、次に計画されている機器停止までの時間を乗算して得られる損耗量の累積の和が機器故障に至らない数値となることを前提とし、給炭量、アンモニア注入量、所内動力、灰処理量、機器の損耗量それぞれ対応した単位時間当たりの費用の合計が最小となる運転を行うことである。
【００３７】
また、節炭器出口Ｏ2濃度の変化の過程で、各状態量が変化する項目のなかの１項目でもしきい値を超えた時点、または既損耗量と、単位時間当たりの機器の損耗量に次に計画される機器停止までの運転時間に乗算した損耗量の累積の和が、機器故障に至る数値を超えた時点、またはあらかじめ設定する節炭器出口Ｏ2濃度目標値に達した時点で、節炭器出口Ｏ2濃度の設定値の変化動作を自動で停止する。さらに、しきい値を超えて変化が停止した場合は、その直前の節炭器出口Ｏ2濃度の設定値に自動で戻す。節炭器出口Ｏ2濃度を変化させた時点から、最適な設定値を選択できるデータが取得できたと判断されるまでの間の、適切なインターバル間の費用合計の平均値とそれに対応する節炭器出口Ｏ2濃度を記憶する。そして、最適な設定値を選択できるデータが取得できたと判断される時点で、記憶された前述の適切なインターバル間の費用合計の平均値の中から、最小値とその時の節炭器出口Ｏ2濃度を自動選択する。運転の外乱とならない変化量で、かつ適切なインターバルをもって、選択された節炭器出口Ｏ2となるまで自動で変化させる。このようにすることによって、最適な設定値を選択して設定することが可能となるため、結果的にボイラの最適運転が可能となる。
【００３８】
次に、運転中のボイラにおいて、焚く石炭の性状が変わった場合に、自動でミル回転式分級器の回転数を変化させ、最適な設定値を自動で見出す動作を説明する。ミル回転式分級器の回転数の変更は、運転中のボイラにおいて、運転の外乱とならない変化量で、かつ適切なインターバルをもって自動でミル回転式分級器の回転数の設定値を変化させるのが原則である。このとき、ミル回転式分級器の回転数の変化に伴い、状態量が変化する損失法に基づくボイラ熱効率とそれにより算出される給炭量、およびボイラ出口ＮＯｘ濃度（Ｏ2＝６％換算）とそれに対応した脱硝装置におけるアンモニア注入量、および所内動力、灰処理量に加えて、単位時間当たりの機器の損耗量をいずれもリアルタイムで計算し、各状態量の値が総合的に最も合理的な運転状態となるまでミル回転式分級器の回転数の設定値を自動で変化させる。
【００３９】
また、ミル回転式分級器の回転数の変化の過程で、状態量が変化する項目のなかの１項目でもしきい値を超えた時点、または既損耗量と、単位時間当たりの機器の損耗量に対して、次に計画されている機器停止までの運転時間を乗算して得られる損耗量の累積の和が、機器故障に至る数値を超えた時点、またはあらかじめ設定するミル回転式分級器の回転数の目標値に達した時点で、ミル回転式分級器の回転数の設定値の変化動作を自動で停止する。さらに、しきい値を超えて変化が停止した場合は、その直前のミル回転式分級器の回転数の設定値に自動で戻す。ミル回転式分級器の回転数を変化させた時点から、最適な設定値を選択できるデータが取得できたと判断されるまでの間の、適切なインターバル間の費用合計の平均値とそれに対応するミル回転式分級器の回転数を記憶する。そして、最適な設定値を選択できるデータが取得できたと判断される時点で、記憶された前述の適切なインターバル間の費用合計の平均値の中から、最小値とその時のミル回転式分級器の回転数を自動選択する。このようにすることによって、最適な設定値を選択して設定することが可能となるため、結果的にボイラの最適運転が可能となる。
【００４０】
以上説明したように、運転中のボイラにおいて、手動介入により設定値を変える節炭器出口Ｏ2、ミル回転式分級器の回転数をはじめ、その設定値変更により変化する、損失法に基づくボイラ熱効率とそれより算出される給炭量、およびボイラ出口ＮＯｘ濃度（Ｏ2＝６％換算）とそれに対応した脱硝装置におけるアンモニア注入量、および所内動力、灰処理量に加えて、ボイラ運転状態の変化に伴う、単位時間当たりの機器の損耗の定量的変化とそれらに対応する費用を、いずれもリアルタイムで計算し、同一画面の同一時間軸上に表示することにより、運転管理作業者の最適運転を目指した設定値変更操作の指標とすることが可能となる。また、計算または計測によって得られる各状態量に基づいて、ボイラ運転の外乱とならない変化量で適切なインターバルをもって、自動で節炭器出口Ｏ2濃度の設定値を自動的に変化させるようにしたため、複雑な運転操作をすることなく容易に最適な運転制御を行うことが可能となる。
【００４１】
なお、図３に示す各機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによりボイラ運転支援処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００４２】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ボイラの運転において、節炭器出口Ｏ2およびミル回転式分級器回転数の設定値の変更に伴い、変化する全ての諸状態量、すなわちボイラ熱効率、ボイラ出口ＮＯｘ、所内動力、灰処理量に加えて、単位時間当たりの機器の腐食・摩耗量の変化をリアルタイムで表示するようにしたため、総合的判断に基づく最適な運転の設定を見い出すことが可能となり、より合理的な運転が可能になるという効果が得られる。また、単位時間当たりの機器の腐食・摩耗量を計算し、表示することから、各機器については  余寿命評価としても活用でき、機器の損耗、または故障に起因するプラントの計画外停止の削減、計画的な時期での点検、検査、修繕が可能となり、プラントの信頼性向上に寄与することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態の全体構成を示すブロック図である。
【図２】  本発明の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図３】  図２に示す運転支援装置２４の動作を示すフローチャートである。
【図４】  運転支援装置２４における画面表示例である。
【図５】  節炭器出口Ｏ2濃度変化に伴う状態量変化を示す説明図である。
【図６】  ミル回転式分級器回転数変化に伴う状態量変化を示す説明図である。
【符号の説明】
２１・・・ＡＰＣ（プラント総括制御装置）
２２・・・制御用計算機
２３・・・運転データ処理計算機
２４・・・運転支援装置
２５・・・計測データ群
【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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