JP4333766B2 - Boiler control device and control method - Google Patents

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Description

本発明は、ボイラの制御装置、及び制御方法に係る。   The present invention relates to a boiler control device and a control method.

燃料に石炭を用いて発電する火力発電プラントにおいては、一酸化炭素（ＣＯ），窒素酸化物（ＮＯｘ）などの環境負荷物質の排出量低減が求められている。   In thermal power plants that generate power using coal as fuel, it is required to reduce emissions of environmentally hazardous substances such as carbon monoxide (CO) and nitrogen oxides (NOx).

このような背景から、ＣＯ、及びＮＯｘを低減するようなバーナー，エアポートの構造が提案されている。例えば、特開２００５−２７３９７３号公報には、低ＮＯｘ化を達成するバーナーの構造、特開２００６−１６２１８５号公報には、ＮＯｘとＣＯを同時に低減するエアポートの構造が記載されている。   Against this background, burner and air port structures that reduce CO and NOx have been proposed. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-273993 describes a burner structure that achieves low NOx, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-162185 describes an air port structure that simultaneously reduces NOx and CO.

特開２００５−２７３９７３号公報，特開２００６−１６２１８５号公報のいずれも技術も、石炭の燃焼方法として２段燃焼を採用している。この燃焼方法は、バーナーから供給する石炭を空気不足の状態で燃焼させた後、完全燃焼用の空気をエアポートから供給する方法である。   Both of Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2005-273973 and 2006-162185 employ two-stage combustion as a coal combustion method. This combustion method is a method of supplying air for complete combustion from an air port after burning coal supplied from a burner in a state of air shortage.

バーナー、及びエアポートから供給する空気流量を操作する制御技術として、特開平５−３３９０６号公報に記載されている方法がある。特開平５−３３９０６号公報には、ボイラ出口排ガス中の酸素（Ｏ2 ）濃度の設定値と、計測したＯ2 濃度の値が一致するようにバーナー、及びエアポートから供給する空気流量を決定する方法が記載されている。また、この技術を用いることによって、ボイラ排ガス中の未燃分、及びＮＯｘの濃度が規制値を超えない範囲内において、運転費用を低減できることが記載されている。 As a control technique for manipulating the flow rate of air supplied from a burner and an air port, there is a method described in JP-A-5-33906. In JP-A-5-33906, the flow rate of air supplied from a burner and an air port is determined so that the set value of the oxygen (O 2 ) concentration in the boiler outlet exhaust gas matches the measured O 2 concentration value. A method is described. Further, it is described that by using this technique, the operating cost can be reduced within a range where the unburned content in the boiler exhaust gas and the concentration of NOx do not exceed the regulation values.

特開２００５−２７３９７３号公報JP 2005-27397A 特開２００６−１６２１８５号公報JP 2006-162185 A 特開平５−３３９０６号公報JP-A-5-33906

一般に、ボイラにはバーナーが複数本配置されている。特開平５−３３９０６号公報には、バーナー部から投入する空気の総量を決定する技術が記載されている。しかし、複数本あるバーナーの空気流量を個別に設定することに関する記述はないため、各バーナーの空気流量は均一とするか、もしくは空気流量の総量を、各バーナーに予め定められた配分に分配することになる。   Generally, a boiler is provided with a plurality of burners. Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-33906 describes a technique for determining the total amount of air introduced from the burner section. However, since there is no description about setting the air flow rate of a plurality of burners individually, the air flow rate of each burner is uniform or the total amount of air flow is distributed to each burner in a predetermined distribution. It will be.

しかし、微粉炭流量の総量が一定の状態でも、各バーナーに供給される微粉炭流量はバーナー１本毎に均一とならず、時間とともに変動する場合がある。バーナーに供給される微粉炭流量に偏差が生じると、相対的に空気流量が多いバーナーと少ないバーナーが生じる。空気流量が少ないと、微粉炭を完全燃焼できず、これが原因で一酸化炭素が発生する可能性がある。   However, even if the total amount of pulverized coal flow is constant, the pulverized coal flow supplied to each burner is not uniform for each burner and may vary with time. When a deviation occurs in the flow rate of pulverized coal supplied to the burner, a burner having a relatively large air flow rate and a small burner are generated. When the air flow rate is low, pulverized coal cannot be burned completely, and this may cause carbon monoxide.

また、側壁部に配置されたバーナーの微粉炭流量が多くなる場合、あるいは中央部に配置されたバーナーの微粉炭流量が多くなる場合など、微粉炭流量の流量パターンは種々想定される。流量パターンが異なると、ボイラ出口での一酸化酸素濃度も異なる。   Various flow patterns of the pulverized coal flow rate are assumed, for example, when the pulverized coal flow rate of the burner arranged in the side wall portion is increased or when the pulverized coal flow rate of the burner arranged in the center portion is increased. When the flow rate pattern is different, the oxygen monoxide concentration at the boiler outlet is also different.

本発明の目的は、微粉炭流量の流量パターンを考慮してバーナーから投入する空気流量を決定することによって、一酸化炭素濃度を低減する制御装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a control device that reduces the carbon monoxide concentration by determining the air flow rate supplied from the burner in consideration of the flow pattern of the pulverized coal flow rate.

上記目的を達成するため、ボイラの制御装置は以下の構成とする。燃料と空気をボイラ内に供給する複数本のバーナーと、該バーナーから供給された燃料と空気を燃焼させて生成する燃焼ガスの流れ方向下流側で、この燃焼ガスに空気を供給するエアポートと、前記バーナーとエアポートに供給する空気流量を調整する操作端を有するボイラの制御装置において、前記バーナーに供給する燃料の流量をバーナー毎に計測する計測器を有し、前記計測器で計測した計測値に基づいて、複数本のバーナーに対する燃料流量の流量パターンを生成するパターン化手段と、前記パターン化手段で生成したパターン情報に基づいて、前記バーナー又は、前記エアポートに供給する空気流量を計算する操作信号生成手段を備え、前記パターン化手段では、複数本の各バーナーに供給される燃料流量の新しい計測値と前記流量パターンの類似度に基づいて新しい燃料流量の流量パターンを生成する。 In order to achieve the above object, the boiler control device has the following configuration. A plurality of burners for supplying fuel and air into the boiler, and an air port for supplying air to the combustion gas downstream in the flow direction of the combustion gas generated by burning the fuel and air supplied from the burner; In the control device of the boiler having an operation end for adjusting the air flow rate supplied to the burner and the air port, the boiler has a measuring device for measuring the flow rate of the fuel supplied to the burner for each burner, and the measured value measured by the measuring device Based on the above, a patterning means for generating a flow rate pattern of the fuel flow rate for a plurality of burners, and an operation for calculating the air flow rate supplied to the burner or the air port based on the pattern information generated by the patterning means and a signal generating means, in said patterning means, the flow and the new measured value of the fuel flow rate supplied to each burner a plurality of That generates a new fuel flow rate pattern based on the similarity of the pattern.

本発明によれば、複数あるバーナーから投入される微粉炭流量に偏差がある場合に、ボイラの排ガス中の一酸化炭素を効果的に低減するボイラの制御装置、及びボイラの制御方法が実現できる。   According to the present invention, when there is a deviation in the flow rate of pulverized coal supplied from a plurality of burners, a boiler control device and a boiler control method that effectively reduce carbon monoxide in the exhaust gas of the boiler can be realized. .

次に、本発明の実施例であるボイラの制御装置について、図面を参照して説明する。   Next, a boiler control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、ボイラの制御装置の実施例の系統構成を示すブロック図である。図１において、火力発電プラント１００は、制御装置２００によって制御される。   FIG. 1 is a block diagram showing a system configuration of an embodiment of a boiler control apparatus. In FIG. 1, the thermal power plant 100 is controlled by a control device 200.

制御対象の火力発電プラント１００を制御する制御装置２００には、演算装置としてパターン化手段３００，数値解析実行手段４００，操作信号生成手段５００，学習手段６００，モデル７００，評価値計算手段８００が設けられている。   The control device 200 that controls the thermal power plant 100 to be controlled includes a patterning unit 300, a numerical analysis execution unit 400, an operation signal generation unit 500, a learning unit 600, a model 700, and an evaluation value calculation unit 800 as arithmetic units. It has been.

また、制御装置２００には、データベースとして、計測信号データベース２１０、パターンデータベース２２０，数値解析結果データベース２３０，操作信号データベース２４０，制御ロジックデータベース２５０，学習情報データベース２６０，プラント情報データベース２７０が設けられている。   Further, the control device 200 is provided with a measurement signal database 210, a pattern database 220, a numerical analysis result database 230, an operation signal database 240, a control logic database 250, a learning information database 260, and a plant information database 270 as databases. .

また、制御装置２００には、外部とのインターフェイスとして、外部入力インターフェイス２０１、及び外部出力インターフェイス２０２が設けられている。   Further, the control device 200 is provided with an external input interface 201 and an external output interface 202 as interfaces with the outside.

制御装置２００では、外部入力インターフェイス２０１を介して、火力発電プラント１００から計測信号１を制御装置２００に取り込み、取り込んだ計測信号２は計測信号データベース２１０に保存される。また、操作信号生成手段５００で生成させる操作信号１７は、操作信号データベース２４０に保存されると供に、外部出力インターフェイス２０２に伝送される。外部出力インターフェイス２０２を通過した操作信号１８は、火力発電プラント１００に伝送される。   In the control device 200, the measurement signal 1 is taken into the control device 200 from the thermal power plant 100 via the external input interface 201, and the taken measurement signal 2 is stored in the measurement signal database 210. Further, the operation signal 17 generated by the operation signal generation means 500 is transmitted to the external output interface 202 while being stored in the operation signal database 240. The operation signal 18 that has passed through the external output interface 202 is transmitted to the thermal power plant 100.

数値解析実行手段４００では、火力発電プラント１００の設計情報が保存されているプラント情報データベースのプラント情報１９と、火力発電プラント１００を模擬する物理モデルを用いて、火力発電プラント１００を対象とした数値解析を実行する。火力発電プラント１００を構成するボイラ，バーナー，エアポートの構造、及びバーナー，エアポートに供給する燃料流量、空気流量を境界条件に設定した計算を実行することで、火力発電プラント１００の運転特性を予測する。例えば、数値解析実行手段４００は、ボイラの設計情報が保存されているプラント情報データベースのプラント情報１９と、前記ボイラを模擬する物理モデルを用いて、バーナーに供給する燃料流量又はエアポートに供給する空気流量等のボイラの運用条件と、ボイラの排出ガス中の一酸化炭素濃度，窒素酸化物濃度の少なくとも１つの関係を計算する。数値解析実行手段４００を実行することによって得られた数値解析情報６は、数値解析結果データベース２３０に保存される。   The numerical analysis execution means 400 uses the plant information 19 in the plant information database in which design information of the thermal power plant 100 is stored and a numerical value for the thermal power plant 100 using a physical model that simulates the thermal power plant 100. Run the analysis. The operation characteristics of the thermal power plant 100 are predicted by executing a calculation in which the structure of the boiler, burner, and air port constituting the thermal power plant 100 and the fuel flow rate and air flow rate supplied to the burner and air port are set as boundary conditions. . For example, the numerical analysis execution means 400 uses the plant information 19 in the plant information database in which boiler design information is stored and the physical model that simulates the boiler, the fuel flow rate supplied to the burner, or the air supplied to the air port. At least one relationship between the boiler operating conditions such as flow rate and the carbon monoxide concentration and nitrogen oxide concentration in the boiler exhaust gas is calculated. The numerical analysis information 6 obtained by executing the numerical analysis execution means 400 is stored in the numerical analysis result database 230.

パターン化手段３００では、計測信号データベース２１０に保存されている計測信号データ４、及び数値解析結果データベース２３０に保存されている数値解析データ７を用いて、火力発電プラント１００を構成するバーナーに供給される燃料流量をパターン化する。尚、火力発電プラント１００の構成については、図２、及び図３を用いて後述する。パターン化手段３００で生成したパターン情報５は、パターンデータベース２２０に保存される。   In the patterning means 300, the measurement signal data 4 stored in the measurement signal database 210 and the numerical analysis data 7 stored in the numerical analysis result database 230 are used to supply the burner constituting the thermal power plant 100. Pattern fuel flow. The configuration of the thermal power plant 100 will be described later with reference to FIGS. 2 and 3. The pattern information 5 generated by the patterning unit 300 is stored in the pattern database 220.

学習手段６００では、モデル７００を対象に、火力発電プラント１００の操作方法を学習する。モデル７００は、火力発電プラント１００の制御特性を模擬する。すなわち、制御装置２００で生成した操作信号１８を火力発電プラント１００に与え、その制御結果である計測信号１を制御装置２００で受信するのと同様に、学習手段６００で生成したモデル入力９をモデル７００に与え、その制御結果であるモデル出力１０を学習手段６００が受信する。モデル７００は、数値解析結果データベース２３０に保存されている数値解析データ８、及び計測信号データベース２１０に保存されている計測信号データ４を用いて、モデル入力９に対応するモデル出力１０を計算する。モデル７００は、例えばニューラルネットワークなどの統計モデルを用いて構築する。モデル７００では、火力発電プラント運転前は、数値解析結果データベース２３０に保存されている数値解析データ８のみを用いてモデル出力１０を計算する。その後、計測信号４を併用して、モデル出力１０を計算する。これにより、数値解析実行手段４００を動作させる際に使用する物理モデルと、火力発電プラント１００の特性が異なる場合は、計測信号データ４を重視してモデル出力１０を計算することで、モデル７００の特性を火力発電プラント１００の特性に近づけることができる。   The learning unit 600 learns how to operate the thermal power plant 100 for the model 700. The model 700 simulates the control characteristics of the thermal power plant 100. That is, the model input 9 generated by the learning means 600 is modeled in the same manner as when the operation signal 18 generated by the control device 200 is given to the thermal power plant 100 and the measurement signal 1 as the control result is received by the control device 200. The learning unit 600 receives the model output 10 that is the control result. The model 700 uses the numerical analysis data 8 stored in the numerical analysis result database 230 and the measurement signal data 4 stored in the measurement signal database 210 to calculate the model output 10 corresponding to the model input 9. The model 700 is constructed using a statistical model such as a neural network. In the model 700, the model output 10 is calculated using only the numerical analysis data 8 stored in the numerical analysis result database 230 before the operation of the thermal power plant. Thereafter, the model output 10 is calculated using the measurement signal 4 together. Thereby, when the physical model used when operating the numerical analysis execution unit 400 and the characteristics of the thermal power plant 100 are different, the model output 10 of the model 700 is calculated by focusing on the measurement signal data 4 and calculating the model output 10. The characteristics can be brought close to those of the thermal power plant 100.

学習手段６００では、モデル７００で計算されるモデル出力１０が、所望の値となるようなモデル入力９の生成方法を学習する。学習手段６００でモデル入力９の生成方法を学習するための指標として、評価値計算手段８００で計算される評価値１１を用いることができる。評価値計算手段８００では、モデル出力１０が所望の状態であれば評価値１１の値を大きく、所望の状態から離れる程、評価値１１の値を小さくする。   The learning means 600 learns a method for generating the model input 9 such that the model output 10 calculated by the model 700 becomes a desired value. As an index for learning the generation method of the model input 9 by the learning unit 600, the evaluation value 11 calculated by the evaluation value calculation unit 800 can be used. The evaluation value calculation unit 800 increases the value of the evaluation value 11 if the model output 10 is in a desired state, and decreases the value of the evaluation value 11 as the distance from the desired state increases.

学習手段６００は、強化学習、進化的計算手法などの、種々の最適化手法を適用することによって、構築される。学習手段６００では、評価値計算手段８００で計算される評価値１１が最大となるような操作方法を学習する。学習に用いる拘束条件，モデル出力目標値などの学習情報データ１３は、学習情報データベース２６０に保存されている。また、学習手段６００で学習した結果である学習情報１２は、学習情報データベース２６０に保存される。   The learning means 600 is constructed by applying various optimization methods such as reinforcement learning and evolutionary calculation methods. The learning means 600 learns an operation method that maximizes the evaluation value 11 calculated by the evaluation value calculation means 800. Learning information data 13 such as constraint conditions and model output target values used for learning is stored in the learning information database 260. The learning information 12 that is the result of learning by the learning unit 600 is stored in the learning information database 260.

操作信号生成手段５００では、計測信号データベース２１０に保存されている計測信号データ３，パターンデータベース２２０に保存されているパターンデータ１６，学習情報データベース２６０に保存されている学習情報データ１４、及び、制御ロジックデータベース２５０に保存されている制御ロジックデータ１５を必要に応じて取得し、これらの情報を用いて、火力発電プラント１００を制御する操作信号１７を生成する。   In the operation signal generating means 500, the measurement signal data 3 stored in the measurement signal database 210, the pattern data 16 stored in the pattern database 220, the learning information data 14 stored in the learning information database 260, and the control The control logic data 15 stored in the logic database 250 is acquired as necessary, and the operation signal 17 for controlling the thermal power plant 100 is generated using these pieces of information.

火力発電プラント１００の運転員は、キーボード９０１とマウス９０２で構成される外部入力装置９００を用いて保守ツール入力信号５１を生成し、この信号を保守ツール９１０に入力することによって、制御装置２００に配置されているデータベースの情報を、画像表示装置９５０に表示できる。   An operator of the thermal power plant 100 generates a maintenance tool input signal 51 using an external input device 900 including a keyboard 901 and a mouse 902, and inputs this signal to the maintenance tool 910. Information on the arranged database can be displayed on the image display device 950.

保守ツール９１０は、外部入力インターフェイス９２０，データ送受信部９３０、及び外部出力インターフェイス９４０で構成される。   The maintenance tool 910 includes an external input interface 920, a data transmission / reception unit 930, and an external output interface 940.

外部入力装置９００で生成した保守ツール入力信号５１は、外部入力インターフェイス９２０を介して保守ツール９１０に取り込まれる。保守ツール９１０のデータ送受信部９３０では、保守ツール入力信号５２の情報に従って、制御装置２００に配置されているデータベースからデータベース情報５０を取得する。   The maintenance tool input signal 51 generated by the external input device 900 is taken into the maintenance tool 910 via the external input interface 920. The data transmission / reception unit 930 of the maintenance tool 910 acquires the database information 50 from the database arranged in the control device 200 according to the information of the maintenance tool input signal 52.

データ送受信処理部９３０では、データベース情報５０を処理した結果得られる保守ツール出力信号５３を、外部出力インターフェイス９４０に送信する。保守ツール出力信号５４は、画像表示装置９５０に表示される。   The data transmission / reception processing unit 930 transmits a maintenance tool output signal 53 obtained as a result of processing the database information 50 to the external output interface 940. The maintenance tool output signal 54 is displayed on the image display device 950.

尚、上記した実施例の制御装置２００では、計測信号データベース２１０，パターンデータベース２２０，数値解析結果データベース２３０，操作信号データベース２４０，制御ロジックデータベース２５０，学習情報データベース２６０，プラント情報データベース２７０，パターン化手段３００，数値解析実行手段４００，学習手段６００，モデル７００、及び評価値計算手段８００が制御装置２００の内部に配置されているが、これらの全て、あるいは一部を制御装置２００の外部に配置してもよい。   In the control device 200 of the above-described embodiment, the measurement signal database 210, the pattern database 220, the numerical analysis result database 230, the operation signal database 240, the control logic database 250, the learning information database 260, the plant information database 270, and the patterning means. 300, numerical analysis execution means 400, learning means 600, model 700, and evaluation value calculation means 800 are arranged inside the control device 200, but all or part of them are arranged outside the control device 200. May be.

図２は、火力発電プラント１００の概略を示す図である。火力発電プラントを構成するボイラ１０１には、ミル１１０で石炭を細かく粉砕した燃料となる微粉炭と、微粉炭搬送用の１次空気、及び燃焼調整用の２次空気を供給するバーナー１０２が設けられており、このバーナー１０２を介して供給した微粉炭をボイラ１０１の内部で燃焼させる。尚、微粉炭と１次空気は配管１３４から、２次空気は配管１４１からバーナー１０２に導かれる。   FIG. 2 is a diagram showing an outline of the thermal power plant 100. The boiler 101 constituting the thermal power plant is provided with a burner 102 for supplying pulverized coal, which is fuel obtained by finely pulverizing coal in a mill 110, primary air for conveying pulverized coal, and secondary air for combustion adjustment. The pulverized coal supplied through the burner 102 is combusted inside the boiler 101. The pulverized coal and the primary air are led from the pipe 134 and the secondary air is led from the pipe 141 to the burner 102.

また、ボイラ１０１には２段燃焼用のアフタエアをボイラ１０１に投入するアフタエアポート１０３が設けられており、アフタエアは配管１４２からアフタエアポート１０３に導かれる。   Further, the boiler 101 is provided with an after air port 103 for introducing after-air for two-stage combustion into the boiler 101, and the after air is led from the pipe 142 to the after-air port 103.

微粉炭の燃焼により発生した高温の燃焼ガスは、ボイラ１０１の内部の経路に沿って下流側に流れた後、ボイラ１０１に配置された熱交換器１０６を通過して熱交換した後、エアーヒーター１０４を通過する。エアーヒーター１０４を通過したガスは、排ガス処理を施した後、煙突から大気に放出される。   The high-temperature combustion gas generated by the combustion of the pulverized coal flows downstream along the path inside the boiler 101, passes through the heat exchanger 106 arranged in the boiler 101, and performs heat exchange, and then the air heater Pass 104. The gas that has passed through the air heater 104 is subjected to exhaust gas treatment and then released from the chimney to the atmosphere.

ボイラ１０１の熱交換器１０６を循環する給水は、給水ポンプ１０５を介して熱交換器１０６に給水を供給し、熱交換器１０６においてボイラ１０１を流下する燃焼ガスによって加熱され、高温高圧の蒸気となる。尚、本実施例では熱交換器の数を１つとしているが、熱交換器を複数配置するようにしてもよい。   The feed water circulating through the heat exchanger 106 of the boiler 101 is supplied to the heat exchanger 106 via the feed water pump 105 and heated by the combustion gas flowing down the boiler 101 in the heat exchanger 106, Become. In this embodiment, the number of heat exchangers is one, but a plurality of heat exchangers may be arranged.

熱交換器１０６を通過した高温高圧の蒸気は、タービンガバーナー１０７を介して蒸気タービン１０８に導かれ、蒸気の持つエネルギーによって蒸気タービン１０８を駆動して発電機１０９で発電する。   The high-temperature and high-pressure steam that has passed through the heat exchanger 106 is guided to the steam turbine 108 through the turbine governor 107, and the steam turbine 108 is driven by the energy of the steam to generate power by the generator 109.

火力発電プラントには、火力発電プラントの運転状態を検出する様々な計測器が配置されており、これらの計測器から取得されたプラントの計測信号は、計測信号１として制御装置２００に送信される。例えば、図２には、流量計測器１５０，温度計測器１５１，圧力計測器１５２，発電出力計測器１５３、及び濃度計測器１５４が図示されている。   In the thermal power plant, various measuring devices that detect the operating state of the thermal power plant are arranged, and the measurement signal of the plant acquired from these measuring devices is transmitted to the control device 200 as the measurement signal 1. . For example, FIG. 2 shows a flow rate measuring device 150, a temperature measuring device 151, a pressure measuring device 152, a power generation output measuring device 153, and a concentration measuring device 154.

流量計測器１５０では、給水ポンプ１０５からボイラ１０１に供給される給水の流量を計測する。また、温度計測器１５１、及び圧力計測器１５２は、熱交換器１０６から蒸気タービン１０８に供給される蒸気の温度、及び圧力を計測する。   The flow rate measuring device 150 measures the flow rate of the feed water supplied from the feed water pump 105 to the boiler 101. Further, the temperature measuring device 151 and the pressure measuring device 152 measure the temperature and pressure of the steam supplied from the heat exchanger 106 to the steam turbine 108.

発電機１０９で発電された電力量は、発電出力計測器１５３で計測する。ボイラ１０１を通過する燃焼ガスに含まれている成分（ＣＯ，ＮＯｘなど）の濃度に関する情報は、ボイラ１０１の下流側に設けた濃度計測器１５４で計測することができる。   The amount of power generated by the power generator 109 is measured by a power generation output measuring device 153. Information on the concentration of components (CO, NOx, etc.) contained in the combustion gas passing through the boiler 101 can be measured by a concentration measuring device 154 provided on the downstream side of the boiler 101.

尚、一般的には図２に図示した以外にも多数の計測器が火力発電プラントに配置されているが、ここでは図示を省略する。   In general, many measuring instruments other than those shown in FIG. 2 are arranged in the thermal power plant, but the illustration is omitted here.

次に、ボイラ１０１の内部にバーナー１０２から投入される１次空気と２次空気の経路、及びアフタエアポート１０３から投入されるアフタエアの経路について説明する。   Next, the paths of primary air and secondary air that are input from the burner 102 into the boiler 101 and the path of after-air that is input from the after-air port 103 will be described.

１次空気は、ファン１２０から配管１３０に導かれ、途中でボイラ１０１の下流側に設置されたエアーヒーター１０４を通過する配管１３２と通過せずにバイパスする配管１３１とに分岐して、再び配管１３３にて合流し、バーナー１０２の上流側に設置されたミル１１０に導かれる。   The primary air is guided from the fan 120 to the pipe 130, and is branched into a pipe 132 that passes through the air heater 104 installed on the downstream side of the boiler 101 and a pipe 131 that bypasses without passing through the pipe. At 133, they join together and are guided to the mill 110 installed on the upstream side of the burner 102.

エアーヒーター１０４を通過する空気は、ボイラ１０１を流下する燃焼ガスにより加熱される。この１次空気を用いて、ミル１１０において粉砕した微分炭を１次空気と共にバーナー１０２に搬送する。   The air passing through the air heater 104 is heated by the combustion gas flowing down the boiler 101. Using this primary air, the differential charcoal crushed in the mill 110 is conveyed to the burner 102 together with the primary air.

２次空気、及びアフタエアは、ファン１２１から配管１４０に導かれ、エアーヒーター１０４で同様にして加熱された後に、２次空気用の配管１４１とアフタエア用の配管１４２とに分岐して、それぞれバーナー１０２とアフタエアポート１０３に導かれる。   The secondary air and the after air are led from the fan 121 to the pipe 140 and heated in the same manner by the air heater 104, and then branched into a secondary air pipe 141 and an after air pipe 142, respectively. 102 and after-air port 103.

図３は、バーナーに供給される微粉炭と空気の経路を説明する図である。   FIG. 3 is a diagram for explaining the route of pulverized coal and air supplied to the burner.

図３（ａ）に示すように、ボイラ１０１には、バーナーがボイラ１０１の幅方向に複数本配置される。図３（ａ）では、バーナー１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ，１０２Ｄ，１０２Ｅの５本配置されている例を示しているが、この数は任意である。また、図３（ａ）では、ボイラの高さ方向に、バーナーを一段で配置しているが、複数段配置することもできる。   As shown in FIG. 3A, a plurality of burners are arranged in the boiler 101 in the width direction of the boiler 101. FIG. 3A shows an example in which five burners 102A, 102B, 102C, 102D, and 102E are arranged, but this number is arbitrary. In FIG. 3A, the burner is arranged in one stage in the height direction of the boiler, but a plurality of stages can be arranged.

図３（ｂ）に示すように、各バーナーとミルは、配管１３４Ａ，１３４Ｂ，１３４Ｃ，１３４Ｄ，１３４Ｅで接続される。各配管には、それぞれ微粉炭流量計測器１５５Ａ，１５５Ｂ，１５５Ｃ，１５５Ｄ，１５５Ｅを配置する。これにより、バーナー１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ，１０２Ｄ，１０２Ｅに投入される微粉炭の流量を全て計測する。計測した信号は、計測信号１として制御装置２００に伝送される。尚、本実施例ではバーナー全てに微粉炭流量計測器を配置しているが、全てのバーナーに配置する必要は必ずしもない。また、数本のバーナーから供給される微粉炭流量を纏めて計測するように、微粉炭流量計測器を配置してもよい。   As shown in FIG.3 (b), each burner and mill are connected by piping 134A, 134B, 134C, 134D, 134E. In each pipe, pulverized coal flow rate measuring devices 155A, 155B, 155C, 155D, and 155E are arranged. Thereby, all the flow rates of the pulverized coal put into the burners 102A, 102B, 102C, 102D, and 102E are measured. The measured signal is transmitted to the control device 200 as the measurement signal 1. In the present embodiment, the pulverized coal flow rate measuring device is arranged in all the burners, but it is not always necessary to arrange in all the burners. Moreover, you may arrange | position a pulverized coal flow rate measuring device so that the pulverized coal flow rate supplied from several burners may be measured collectively.

また、２次空気は、配管１４１を介して各バーナーに供給される。図３（ｂ）に示すように、配管１４１の内部に、エアダンパ１６０Ａ，１６０Ｂ，１６０Ｃ，１６０Ｄ，１６０Ｅが設けられている。各バーナーに供給する２次空気流量の流量は、エアダンパの開度を調整することで、制御できる。エアダンパ開度の指令信号は、制御装置２００から与えられる操作信号１８に含まれる。   Moreover, secondary air is supplied to each burner via the piping 141. As shown in FIG. 3B, air dampers 160 </ b> A, 160 </ b> B, 160 </ b> C, 160 </ b> D, and 160 </ b> E are provided inside the pipe 141. The flow rate of the secondary air flow supplied to each burner can be controlled by adjusting the opening of the air damper. The command signal for the air damper opening is included in the operation signal 18 given from the control device 200.

制御装置２００は、各バーナーに供給される微粉炭流量の情報を用いて、各バーナーに供給する空気流量を決定する。   The control apparatus 200 determines the air flow volume supplied to each burner using the information of the pulverized coal flow volume supplied to each burner.

図４は、操作信号生成手段５００の系統構成を示すブロック図であり、操作信号１７のうち、各バーナーに供給する空気流量の指令信号（空気ダンパ開度の指令信号）を決定するブロック図である。   FIG. 4 is a block diagram showing a system configuration of the operation signal generation means 500, and is a block diagram for determining an air flow rate command signal (air damper opening command signal) to be supplied to each burner among the operation signals 17. is there.

操作信号生成手段５００には、演算装置として基準信号生成手段５１０，相対値計算手段５２０，ゲイン設定手段５３０，上下限値設定手段５４０，乗算器５５０，切替器５６０，５６１，一定値生成器５７０，５７１、及び加算器５８０が設けられている。   The operation signal generating unit 500 includes a reference signal generating unit 510, a relative value calculating unit 520, a gain setting unit 530, an upper / lower limit setting unit 540, a multiplier 550, a switch 560, 561, and a constant value generator 570 as arithmetic units. , 571 and an adder 580.

基準信号生成手段５１０は、バーナー部から投入する総空気流量を計算し、これをプログラム制御によって各バーナーに配分する。基準信号生成手段５１０で基準信号５０１を計算する際、全てのバーナーから投入する空気量が均一となるように計算しても、予め定められたアルゴリズム（プログラム）に従って、各バーナーから投入する空気流量を計算してもよい。   The reference signal generation means 510 calculates the total air flow rate supplied from the burner unit and distributes it to each burner by program control. When calculating the reference signal 501 by the reference signal generating means 510, the flow rate of air supplied from each burner according to a predetermined algorithm (program) even if the amount of air supplied from all the burners is uniform. May be calculated.

相対値計算手段５２０では、計測器で計測した燃料流量に基づき、バーナー毎に燃料流量の平均値に対する燃料流量の相対値を計算する。例えば、計測信号データ３を用いて、各バーナーの微粉炭流量の相対値５０２を、（１）（２）式に従って計算する。ただし、１＜ｉ＜ｉmax 、ｉmax はバーナーの本数、ｒi はバーナーｉの微粉炭流量の相対値、ＣＦi はバーナーiから投入される微粉炭流量の計測値、及び、ＣＦaverage はバーナーから投入される微粉炭流量の平均値である。 The relative value calculation means 520 calculates the relative value of the fuel flow rate with respect to the average value of the fuel flow rate for each burner based on the fuel flow rate measured by the measuring instrument. For example, using the measurement signal data 3, the relative value 502 of the pulverized coal flow rate of each burner is calculated according to equations (1) and (2). However, 1 <i <i max, i max the number of burners, r i is the relative value of the pulverized coal flow rate of the burner i, CF i is the measured value of the pulverized coal flow to be introduced from the burner i, and, CF average is It is the average value of the pulverized coal flow rate supplied from the burner.

Figure 0004333766
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Figure 0004333766
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尚、本実施例ではＣＦi をバーナーｉから投入される微粉炭流量の計測値としたが、計測値の移動平均計算、あるいはローパスフィルタなどを用いることで、計測信号に含まれているノイズを除去した信号をＣＦi とし、このＣＦi を用いて計算したｒi を相対値５０２とすることもできる。 In this embodiment, CF i is a measured value of the pulverized coal flow rate supplied from the burner i. However, by using a moving average calculation of the measured value or a low-pass filter, noise included in the measurement signal is reduced. The removed signal may be CF i, and r i calculated using this CF i may be the relative value 502.

乗算器５５０では、相対値５０２とゲイン５０９を用いて、（３）式に従って信号５０３を計算する。ただし、（３）式において、ｓi は信号５０３、Ｇはゲイン５０９である。 Multiplier 550 calculates signal 503 according to equation (3) using relative value 502 and gain 509. However, in the equation (3), s i is a signal 503 and G is a gain 509.

Figure 0004333766
Figure 0004333766

ゲイン５０９は、ゲイン設定手段５３０，一定値生成器５７０，切替器５６０を用いて計算される。   The gain 509 is calculated using the gain setting means 530, the constant value generator 570, and the switch 560.

切替器５６０では、ゲイン設定手段５３０で計算されたゲイン候補５０７と、一定値生成器５７０で生成した一定値（α）５０８の２つの入力に対し、ゲイン候補５０７か一定値（α）５０８のいずれか１つの信号を、ゲイン５０９として出力する。尚、一定値生成器５７０で生成する一定値（α）５０８の値は、制御ロジックデータベース２５０を介して、火力発電プラント１００の運転員が、任意に設定できる。   In the switch 560, the gain candidate 507 or the constant value (α) 508 is input to two inputs, the gain candidate 507 calculated by the gain setting unit 530 and the constant value (α) 508 generated by the constant value generator 570. Any one of the signals is output as a gain 509. Note that the value of the constant value (α) 508 generated by the constant value generator 570 can be arbitrarily set by the operator of the thermal power plant 100 via the control logic database 250.

ゲイン設定手段５３０では、計測信号データ３を用いて、ゲイン候補５０７を生成する。ゲイン設定手段５３０では、パターンデータベース２２０に保存されているパターンと、計測信号データ３の類似度を求め、類似度の高いパターンに対する空気流量調整ゲインの値を、学習情報データベース２６０から抽出し、ゲイン候補５０７とする。本実施例では（３）式のようにバーナー毎の相対値に乗じるゲインの値をＧと一定にしているが、ゲインの値をバーナー毎に変更することもできる。尚、パターンデータベース２２０に保存されるパターン，学習情報データベース２６０に保存される情報の詳細は、後述する。   The gain setting means 530 generates a gain candidate 507 using the measurement signal data 3. The gain setting means 530 obtains the similarity between the pattern stored in the pattern database 220 and the measurement signal data 3, extracts the value of the air flow rate adjustment gain for the pattern with a high similarity from the learning information database 260, and gain Candidate 507 is assumed. In this embodiment, the gain value to be multiplied by the relative value for each burner is made constant as G as shown in equation (3), but the gain value can be changed for each burner. Details of the patterns stored in the pattern database 220 and the information stored in the learning information database 260 will be described later.

上下限値設定手段５４０では、信号５０３を用いて、（４）式に従って補正信号候補５０４を計算する。ここで、ｔi は補正信号候補５０４、ｔmax は補正信号候補５０４の上限値、及びｔmin は補正信号候補５０４の下限値である。また、ｔmax 、及びｔmin は、火力発電プラント１００の運転員が、任意に設定できる。 The upper / lower limit value setting means 540 uses the signal 503 to calculate a correction signal candidate 504 according to the equation (4). Here, t i is a correction signal candidate 504, t max is an upper limit value of the correction signal candidate 504, and t min is a lower limit value of the correction signal candidate 504. Further, t max and t min can be arbitrarily set by the operator of the thermal power plant 100.

Figure 0004333766
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切替器５６１では、上下限値設定手段５４０で計算された補正信号候補５０４と、一定
値生成器５７１で生成した一定値（０）５０５の２つの入力に対し、補正信号候補５０４
か一定値（０）５０８のいずれか１つの信号を、補正信号５０６として出力する。一定値
生成器５７１では、ゼロの値を生成する。 In the switch 561, the correction signal candidate 504 is input to two inputs of the correction signal candidate 504 calculated by the upper / lower limit value setting unit 540 and the constant value (0) 505 generated by the constant value generator 571.
Any one of the fixed values (0) 508 is output as the correction signal 506. The constant value generator 571 generates a zero value.

加算器５８０では、補正信号５０６と基準信号５０１を加算し、操作信号１７を計算する。切替器５６１を備えている効果により、基準信号５０１と操作信号１７を一致させることができる。   The adder 580 adds the correction signal 506 and the reference signal 501 to calculate the operation signal 17. Due to the effect of including the switch 561, the reference signal 501 and the operation signal 17 can be matched.

上述の様に、操作信号生成手段５００は、燃料流量のパターンデータ１６に基づいて空気流量調整ゲインＧを決定し、バーナーに供給する燃料流量をバーナー毎に計測した燃料流量に基づき、バーナー毎に燃料流量の平均値に対する燃料流量の相対値を計算し、空気流量調整ゲインＧと相対値に基づいて、バーナーに供給する空気流量Ｓｉを計算する。尚、相対値は相対量でもよいし、相対比率でも良い。   As described above, the operation signal generation unit 500 determines the air flow rate adjustment gain G based on the fuel flow rate pattern data 16 and determines the fuel flow rate supplied to the burner for each burner based on the fuel flow rate measured for each burner. The relative value of the fuel flow rate with respect to the average value of the fuel flow rate is calculated, and the air flow rate Si supplied to the burner is calculated based on the air flow rate adjustment gain G and the relative value. The relative value may be a relative amount or a relative ratio.

図５は、基準信号５０１，相対値５０２，信号５０３，操作信号１７の一実施例であり、操作信号１７の生成方法を説明する図である。尚、図中Ａ〜Ｅは、バーナーを識別するために設けた符号である。   FIG. 5 is an example of the reference signal 501, the relative value 502, the signal 503, and the operation signal 17, and is a diagram illustrating a method for generating the operation signal 17. In addition, AE in a figure is the code | symbol provided in order to identify a burner.

図５（ａ）に示すように、基準信号生成手段５１０で生成される基準信号５０１は、全てのバーナー同じ値であり、仮にこれを操作信号１７と一致させれば全てのバーナーから供給される空気流量が同じ流量となる。図５（ｂ）に示すように、（１）（２）式を用いて計算される相対値５０２は、各バーナーで異なる。図５（ｂ）は、バーナーＡ，Ｅから供給される微粉炭流量が平均値よりも少なく、バーナーＢ，Ｃ，Ｄから供給される微粉炭流量が平均値よりも多いことを意味する。   As shown in FIG. 5A, the reference signal 501 generated by the reference signal generating means 510 has the same value for all the burners, and is supplied from all the burners if it matches the operation signal 17. The air flow rate is the same. As shown in FIG. 5B, the relative value 502 calculated using the equations (1) and (2) is different for each burner. FIG. 5B means that the flow rate of pulverized coal supplied from the burners A and E is less than the average value, and the flow rate of pulverized coal supplied from the burners B, C, and D is greater than the average value.

図５（ｃ）は、相対値５０２にゲイン５０９を乗じて計算される信号５０３である。信号５０３の全ての値がｔmin 以上ｔmax 以下であり、さらに切替器５６１で、補正信号候補５０４を補正信号５０６とした場合、操作信号１７は、図５（ｄ）に示すように、図５（ａ）と図５（ｃ）の値を加算した値となる。 FIG. 5C shows a signal 503 calculated by multiplying the relative value 502 by the gain 509. When all values of the signal 503 are t min or more and t max or less, and the switch 561 uses the correction signal candidate 504 as the correction signal 506, the operation signal 17 is as shown in FIG. 5 (a) and the value of FIG. 5 (c) are added.

このように操作信号１７を生成することによって、微粉炭流量が多いバーナーには空気を多く供給し、微粉炭流量が少ないバーナーには空気を少なく供給する。尚、本実施例では、パターンに応じてバーナー部から投入する空気流量を調整する方法を記載しているが、パターンに応じてアフタエアポート部から投入する空気流量を調整することもできる。また、バーナー部，アフタエアポート部の両方の空気流量を調整することもできる。   By generating the operation signal 17 in this way, a large amount of air is supplied to the burner with a large pulverized coal flow rate, and a small amount of air is supplied to a burner with a small pulverized coal flow rate. In the present embodiment, a method of adjusting the air flow rate supplied from the burner unit according to the pattern is described, but the air flow rate supplied from the after air port unit can also be adjusted according to the pattern. It is also possible to adjust the air flow rates in both the burner portion and the after-airport portion.

以下では、図４におけるゲイン設定手段５３０で参照するパターンデータベース２２０，学習情報データベース２６０に保存するデータの生成方法、及び、ゲイン候補５０７の生成方法について説明する。   Hereinafter, a method for generating data to be stored in the pattern database 220 and the learning information database 260 referred to by the gain setting unit 530 in FIG. 4 and a method for generating the gain candidate 507 will be described.

図６は、制御装置２００の動作フローチャート図である。図６に示すように、制御装置２００は、ステップ１０００，１０１０，１０２０，１０３０，１０４０，１０５０，１０６０，１０７０を組み合わせて実行する。以下では、それぞれのステップについて説明する。   FIG. 6 is an operation flowchart of the control device 200. As illustrated in FIG. 6, the control device 200 executes a combination of steps 1000, 1010, 1020, 1030, 1040, 1050, 1060, and 1070. Hereinafter, each step will be described.

まず、ステップ１０００では、数値解析手段４００を動作させ、火力発電プラント１００の数値解析を実施する。この結果得られる数値解析情報６が、数値解析結果データベース２３０に保存される。また、数値解析結果データベース２３０に保存される数値解析データ７が、パターン化手段３００に送られる。詳細は図７等で後述するが、数値解析データ７には、微粉炭流量の流量パターンに関する情報が含まれる。   First, in step 1000, the numerical analysis unit 400 is operated to perform numerical analysis of the thermal power plant 100. Numerical analysis information 6 obtained as a result is stored in the numerical analysis result database 230. The numerical analysis data 7 stored in the numerical analysis result database 230 is sent to the patterning means 300. Although details will be described later with reference to FIG. 7 and the like, the numerical analysis data 7 includes information on a flow pattern of the pulverized coal flow rate.

ステップ１０１０では、学習手段６００，モデル７００，評価値計算手段８００を組み合わせて実行する学習を実施するかどうかについて判定する。学習を実施する場合は、ＹＥＳのルートに進み、実施しない場合はＮＯのルートに進む。   In step 1010, it is determined whether or not learning to be performed by combining the learning unit 600, the model 700, and the evaluation value calculation unit 800 is performed. If learning is to be performed, the process proceeds to a YES route, and if not, the process proceeds to a NO route.

ステップ１０２０では、数値解析結果データベース２３０、及び計測信号データベース２１０に保存さているデータに基づいて、モデル７００を構築する。火力発電プラント１００を運転開始した直後は、計測信号データベース２１０には、データが蓄積されていない。この状況下では、数値解析結果データベース２３０に保存されている数値解析データ８を用いて、モデル７００を構築する。その後、計測データ１を取得し、計測信号データベース２１０にデータが蓄積された場合には、モデル７００と火力発電プラント１００の特性が一致するように、モデル７００を修正する。モデル７００を用いて、火力発電プラント１００から排出されるＣＯ，ＮＯｘ濃度などを予測する。   In step 1020, the model 700 is constructed based on the data stored in the numerical analysis result database 230 and the measurement signal database 210. Immediately after starting operation of the thermal power plant 100, no data is accumulated in the measurement signal database 210. Under this situation, the model 700 is constructed using the numerical analysis data 8 stored in the numerical analysis result database 230. After that, when the measurement data 1 is acquired and the data is accumulated in the measurement signal database 210, the model 700 is modified so that the characteristics of the model 700 and the thermal power plant 100 match. The model 700 is used to predict the CO, NOx concentration, etc. discharged from the thermal power plant 100.

ステップ１０３０では、学習手段６００，モデル７００，評価値計算手段８００を組み合わせて、火力発電プラント１００の操作方法、すなわち、空気流量調整ゲインの設定方法を学習する。ステップ１０３０で得られた学習情報１２は、学習情報データベース２６０に保存される。   In step 1030, the learning means 600, the model 700, and the evaluation value calculation means 800 are combined to learn the operation method of the thermal power plant 100, that is, the air flow rate adjustment gain setting method. The learning information 12 obtained in step 1030 is stored in the learning information database 260.

ステップ１０４０では、操作信号生成手段５００を動作させ、操作信号１７を生成し、操作信号を火力発電プラント１００に与える。   In step 1040, the operation signal generation unit 500 is operated to generate the operation signal 17 and give the operation signal to the thermal power plant 100.

ステップ１０５０では、ステップ１０４０で生成した操作信号１７を火力発電プラント１００に与えた結果である計測信号１、及び計測信号２を取得し、計測信号を計測信号データベース２１０に保存する。   In Step 1050, the measurement signal 1 and the measurement signal 2 that are the results of applying the operation signal 17 generated in Step 1040 to the thermal power plant 100 are acquired, and the measurement signal is stored in the measurement signal database 210.

ステップ１０６０では、ステップ１０１０で生成した微粉炭流量の流量パターンに、新たなパターンを追加するかどうかを判定する。パターン追加を実施する場合は、ＹＥＳのルートに進み、実施しない場合はＮＯのルートに進む。   In step 1060, it is determined whether or not a new pattern is added to the flow pattern of the pulverized coal flow generated in step 1010. If the pattern addition is to be performed, the process proceeds to a YES route, and if not, the process proceeds to the NO route.

ステップ１０７０では、パターン化手段３００を実行し、パターンを追加する。   In step 1070, the patterning means 300 is executed to add a pattern.

尚、ステップ１０１０，ステップ１０６０でＹＥＳ／ＮＯのどちらに進むかは、事前に火力発電プラント１００の運転員によって設定することができる。また、学習の性能，パターンの性能について評価し、この評価結果に基づいてＹＥＳ／ＮＯのどちらに進むかを決定することもできる。   It should be noted that whether to proceed to YES / NO in step 1010 or step 1060 can be set in advance by the operator of the thermal power plant 100. It is also possible to evaluate learning performance and pattern performance, and determine which of YES / NO to proceed based on the evaluation result.

以下、図７〜図１０を用いて、図６の要素毎に動作内容を説明する。   Hereinafter, the operation content will be described for each element of FIG. 6 with reference to FIGS.

図７は、ステップ１０００の詳細を説明する図である。図７（ａ）に示すように、ステップ１０００は、ステップ１００１，１００２，１００３に細分化される。   FIG. 7 is a diagram for explaining the details of step 1000. As shown in FIG. 7A, step 1000 is subdivided into steps 1001, 1002, and 1003.

ステップ１００１では、数値解析実行手段４００を実行するための解析条件を設定する。図７（ｂ）は、解析条件のフォーマットの一実施例である。図７（ｂ）に示すように、バーナーＡ〜Ｅから投入する微粉炭流量と、空気流量調整ゲインを設定する。バーナーＡ〜Ｅから投入する微粉炭流量の流量パターンは、プラント情報データベース２７０に保存されているプラント情報１９を用いて設定する。図７（ｂ）では、微粉炭流量がバーナーＡ〜Ｅに均等に入る場合（Ａ〜Ｅまで全て１６kg／ｓ）と、バーナーＡから投入される微粉炭流量が多く、バーナーＢ〜Ｅから投入される微粉炭流量が少ない場合を例に、記載している。   In step 1001, analysis conditions for executing the numerical analysis execution means 400 are set. FIG. 7B is an example of a format of analysis conditions. As shown in FIG. 7B, the pulverized coal flow rate supplied from the burners A to E and the air flow rate adjustment gain are set. The flow pattern of the pulverized coal flow rate supplied from the burners A to E is set using the plant information 19 stored in the plant information database 270. In FIG. 7B, when the pulverized coal flow rate enters the burners A to E evenly (all up to 16 kg / s from A to E), the pulverized coal flow rate from the burner A is large, and the burner B to E is charged. The case where the flow rate of pulverized coal is small is described as an example.

プラント情報１９には、ミルの１１０の特性を示す特性情報、ミルとバーナーを接続する配管の長さ、ミルとバーナーを接続する配管の曲がり数に関する情報が含まれる。これらの情報の少なくとも一つを用いることで、バーナーＡ〜Ｅとミルを接続する配管の圧損を計算できる。配管の長さが長く、曲がり数が多いと、圧損が大きくなり、バーナーに供給される微粉炭流量が少なくなる可能性がある。例えば、図３（ｂ）のようにミルとバーナーが接続されていることを想定する。図３（ｂ）に示すように、バーナーＡとミルを接続する配管の曲がり数はゼロであるのに対し、バーナーＢ〜Ｅとミルを接続する配管の曲がり数は２である。この場合、バーナーＢ〜Ｅとミルを接続する配管の方が、バーナーＡとミルを接続する配管よりも圧損が大きくなり、通過する微粉炭流量が少なくなる。   The plant information 19 includes characteristic information indicating the characteristics of the mill 110, the length of the pipe connecting the mill and the burner, and information regarding the number of bends in the pipe connecting the mill and the burner. By using at least one of these pieces of information, the pressure loss of the piping connecting the burners A to E and the mill can be calculated. If the length of the pipe is long and the number of bends is large, the pressure loss increases, and the flow rate of pulverized coal supplied to the burner may decrease. For example, it is assumed that a mill and a burner are connected as shown in FIG. As shown in FIG. 3B, the number of bends in the pipe connecting the burner A and the mill is zero, whereas the number of bends in the pipe connecting the burners B to E and the mill is two. In this case, the pipe connecting the burners B to E and the mill has a larger pressure loss than the pipe connecting the burner A and the mill, and the pulverized coal flow rate passing therethrough is reduced.

このように、プラントの設計情報を用いて、微粉炭流量の流量パターンを複数種類想定し、その流量パターンを解析の境界条件に設定する。   In this way, a plurality of pulverized coal flow patterns are assumed using the plant design information, and the flow patterns are set as boundary conditions for analysis.

また、空気流量調整ゲインは、図４における乗算器５０のゲイン５０９と同一の意味の値である。図７（ｂ）では、空気流量調整ゲインを０.１〜２.０の範囲で０.１ 刻みに変更させ、解析条件を設定する。空気流量の境界条件は、微粉炭流量の相対値に空気流量調整ゲインを乗じることにより決定する。   Further, the air flow rate adjustment gain has the same meaning as the gain 509 of the multiplier 50 in FIG. In FIG. 7B, the air flow rate adjustment gain is changed in increments of 0.1 in the range of 0.1 to 2.0, and analysis conditions are set. The boundary condition of the air flow rate is determined by multiplying the relative value of the pulverized coal flow rate by the air flow rate adjustment gain.

ステップ１００２では、ステップ１００１で設定した解析条件に基づいて、数値解析実行手段４００を動作させる。ステップ１００３では、ステップ１００２を実施して得られた数値解析情報６を、数値解析結果データベース２３０に保存する。また、微粉炭流量の流量パターンは、パターン生成手段３００を介してパターンデータベース２２０に保存する。   In step 1002, the numerical analysis execution means 400 is operated based on the analysis conditions set in step 1001. In step 1003, the numerical analysis information 6 obtained by performing step 1002 is stored in the numerical analysis result database 230. The flow pattern of the pulverized coal flow rate is stored in the pattern database 220 via the pattern generation unit 300.

図８は、モデル７００の構築方法と、学習手段６００の動作内容を説明する図である。図８を用いて、図６におけるステップ１０２０，１０３０の動作内容を説明する。   FIG. 8 is a diagram for explaining the construction method of the model 700 and the operation content of the learning means 600. The operation contents of steps 1020 and 1030 in FIG. 6 will be described with reference to FIG.

図８（ａ）は、モデル７００の構築方法を説明する図である。数値解析結果データベース２３０には、パターン毎に、空気流量調整ゲインを変化させた時のＣＯ濃度に関する数値解析結果が保存されている。モデル７００では、この数値解析結果をニューラルネットワーク，スプラインなどの手法を用いて補間することにより、図８（ａ）に示すようなモデルを構築する。このモデル７００を用いることで、空気流量調整ゲインの値に対するＣＯ濃度を推定できる。   FIG. 8A is a diagram for explaining a method for constructing the model 700. The numerical analysis result database 230 stores numerical analysis results regarding the CO concentration when the air flow rate adjustment gain is changed for each pattern. In the model 700, a model as shown in FIG. 8A is constructed by interpolating the numerical analysis results using a technique such as a neural network or a spline. By using this model 700, the CO concentration with respect to the value of the air flow rate adjustment gain can be estimated.

尚、図８（ａ）では、空気流量調整ゲインとＣＯ濃度の関係を示しているが、空気流量調整ゲインとＮＯｘ濃度，Ｏ2 濃度，未燃分，水銀など、ボイラ特性に関わる項目を、モデル７００を用いて推定することもできる。 FIG. 8A shows the relationship between the air flow rate adjustment gain and the CO concentration. The items relating to the boiler characteristics such as the air flow rate adjustment gain and the NOx concentration, O 2 concentration, unburned component, mercury, etc. It can also be estimated using the model 700.

図８（ａ）に示すように、微粉炭流量の流量パターンによって、空気流量調整ゲイン変化に対するＣＯ濃度の変化傾向が異なる。図８（ａ）の例では、パターン１では空気流量調整ゲインが０.０〜２.０の範囲では、空気流量調整ゲインが大きいほどＣＯ濃度が低くなるのに対し、パターン２は空気流量調整ゲインが０.８ の場所でＣＯ濃度が最小となる。このように、空気流量調整ゲイン変化に対するＣＯ濃度の変化傾向が、微粉炭流量の流量パターンによって異なるので、ＣＯ濃度を最小とするには微粉炭流量の流量パターン毎に空気流量調整ゲインを設定する必要がある。   As shown to Fig.8 (a), the change tendency of CO density | concentration with respect to air flow adjustment gain change changes with the flow patterns of pulverized coal flow. In the example of FIG. 8A, in the pattern 1, in the air flow adjustment gain in the range of 0.0 to 2.0, the CO concentration decreases as the air flow adjustment gain increases, whereas in the pattern 2 the air flow adjustment gain. The CO concentration is minimized when the gain is 0.8. Thus, since the change tendency of the CO concentration with respect to the change in the air flow rate adjustment gain differs depending on the flow pattern of the pulverized coal flow rate, the air flow rate adjustment gain is set for each flow rate pattern of the pulverized coal flow rate in order to minimize the CO concentration. There is a need.

学習手段６００では、最適な空気流量調整ゲインの値を微粉炭流量の流量パターン毎に学習する。学習は、評価値計算手段８００で計算される評価値１１を指標に実施する。学習手段６００では、評価値１１が最大となる空気流量調整ゲインの設定方法を学習する。   The learning means 600 learns the optimum air flow rate adjustment gain value for each flow pattern of the pulverized coal flow rate. Learning is performed using the evaluation value 11 calculated by the evaluation value calculation means 800 as an index. The learning unit 600 learns how to set the air flow adjustment gain that maximizes the evaluation value 11.

図８（ｂ）は、評価値計算手段８００で、ＣＯ濃度が低い程評価値が高くなるように計算した場合の空気流量調整ゲインと評価値の関係を説明する図である。尚、評価値計算手段８００では、ＣＯ濃度だけでなく、ＮＯｘ濃度，Ｏ2 濃度，未燃分，水銀の値など、ボイラ特性に関わる値を基に、評価値を計算するようにしてもよい。 FIG. 8B is a diagram for explaining the relationship between the air flow rate adjustment gain and the evaluation value when the evaluation value calculation unit 800 calculates the evaluation value to be higher as the CO concentration is lower. The evaluation value calculation means 800 may calculate the evaluation value based not only on the CO concentration but also on values related to boiler characteristics, such as NOx concentration, O 2 concentration, unburned component, and mercury values. .

図８（ｂ）に示すように、評価値が最大となるのは、パターン１では空気流量調整ゲインが２.０の時、パターン２では０.８の時である。学習手段６００では、評価値１１が最大となるように学習するので、パターン１の時は空気流量調整ゲインを２.０ に設定し、パターン２の時は０.８に設定すればよいことを学習する。   As shown in FIG. 8B, the maximum evaluation value is obtained when the air flow rate adjustment gain is 2.0 in pattern 1 and 0.8 in pattern 2. Since the learning means 600 learns so that the evaluation value 11 is maximized, the air flow rate adjustment gain should be set to 2.0 at the time of pattern 1 and 0.8 at the time of pattern 2. learn.

図９は、学習情報データベース２６０、及びパターンデータベース２２０に保存されているデータの態様である。図９に示すように、パターンと空気流量調整ゲインを対応させたデータが保存されている。これは、図８（ｂ）で説明した方法で、各パターンに対する空気流量調整ゲインを決定した結果である。この値に従って、ゲイン設定手段５３０では、ゲイン候補５０７を計算する。ステップ１０４０では、操作信号生成手段５００で操作信号１７を生成し、この信号を火力発電プラント１００に与える。これにより、評価値計算手段８００で計算される評価値１１が最大となる操作信号を、火力発電プラント１００に与えることができる。ステップ１０５０では、火力発電プラント１００から計測信号１を取得する。   FIG. 9 shows an aspect of data stored in the learning information database 260 and the pattern database 220. As shown in FIG. 9, data in which a pattern is associated with an air flow rate adjustment gain is stored. This is a result of determining the air flow rate adjustment gain for each pattern by the method described with reference to FIG. According to this value, gain setting means 530 calculates gain candidate 507. In Step 1040, the operation signal generation means 500 generates the operation signal 17 and gives this signal to the thermal power plant 100. Thereby, an operation signal that maximizes the evaluation value 11 calculated by the evaluation value calculation means 800 can be given to the thermal power plant 100. In step 1050, the measurement signal 1 is acquired from the thermal power plant 100.

図１０は、ステップ１０６０の詳細を説明する図である。図１０に示すように、ステップ１０６０は、ステップ１０６１，１０６２，１０６３，１０６４に細分化される。   FIG. 10 is a diagram for explaining details of step 1060. As shown in FIG. 10, step 1060 is subdivided into steps 1061, 1062, 1063, 1064.

ステップ１０６１では、計測信号１から、各バーナーに供給される微粉炭流量の計測値情報を抽出し、新しい流量パターンを生成する。ステップ１０６２では、パターンデータベース２２０に保存されている既存のパターンと、ステップ１０６１で生成した新しい流量パターンの類似度を評価する。類似度は、例えば式（５）で求める。ここで、Ｉn はｎ番目の既存パターンと新パターンとの類似度、ｎ（１＜ｎ＜ｎmax ）はパターンデータベース２２０に保存されているパターンの番号、ｎmax はパターンデータベース２２０に保存されているパターンの総数、ＣＦniはパターンデータベース２２０に保存されているパターンにおいてバーナーｉから投入される微粉炭流量の値、ＣＦi はバーナーｉから投入される微粉炭流量の計測値である。 In Step 1061, the measurement value information of the pulverized coal flow rate supplied to each burner is extracted from the measurement signal 1, and a new flow rate pattern is generated. In step 1062, the similarity between the existing pattern stored in the pattern database 220 and the new flow rate pattern generated in step 1061 is evaluated. The similarity is obtained by, for example, equation (5). Here, I n is the degree of similarity between the n-th existing patterns and new patterns, n (1 <n <n max) is the number of patterns stored in the pattern database 220, n max is stored in the pattern database 220 CF ni is the value of the pulverized coal flow rate input from the burner i in the patterns stored in the pattern database 220, and CF i is the measured value of the pulverized coal flow rate input from the burner i.

Figure 0004333766
Figure 0004333766

ステップ１０６３では、まず、ステップ１０６２で計算した類似度が最も大きいパターンについて、図８（ａ）のモデルで推定したＣＯ濃度値と実測のＣＯ濃度値の誤差を計算する。   In step 1063, first, an error between the CO concentration value estimated by the model of FIG. 8A and the actually measured CO concentration value is calculated for the pattern having the largest similarity calculated in step 1062.

ステップ１０６４では、ステップ１０６３で計算した誤差が閾値以下の場合、パターンを追加せず、ステップ１０１０へ進む。この場合、ステップ１０２０に進んだ際に、実測のＣＯ濃度値とモデル７００の特性が一致するように、図８（ａ）のＣＯ特性曲線を修正する。   In step 1064, if the error calculated in step 1063 is less than or equal to the threshold value, no pattern is added and the process proceeds to step 1010. In this case, when proceeding to step 1020, the CO characteristic curve of FIG. 8A is corrected so that the actually measured CO concentration value matches the characteristic of the model 700.

誤差が閾値以上の場合は、ステップ１０７０に進み、ステップ１０６１で生成した新パターンをパターンデータベース２２０に保存する。その後、ステップ１０００にて、新パターンについて空気流量調整ゲインを変化させた条件で数値解析を実行する。   If the error is greater than or equal to the threshold, the process proceeds to step 1070 and the new pattern generated in step 1061 is stored in the pattern database 220. Thereafter, in step 1000, numerical analysis is performed under the condition that the air flow rate adjustment gain is changed for the new pattern.

次に、図１０のフローチャートを用いてパターンを追加することの効果を説明する。   Next, the effect of adding a pattern will be described using the flowchart of FIG.

制御装置２００では、微粉炭流量の流量パターンを事前に想定し、その流量パターンについて数値解析を実行する。しかし、バーナーの本数が多く、また、微粉炭流量は連続値であるため、流量パターンは無数に存在する。そのため、全ての流量パターンについて数値解析を実行することは難しい。図７を説明する際に述べたように、プラント情報データベース２７０に保存されている情報を基に流量パターンを設定している。火力発電プラント１００の運転時には、このときに設定した流量パターンとは異なる、新しい流量パターンが生じる可能性がある。新しい流量パターンと既存の流量パターンを比較し、空気流量調整ゲインの変化に対するボイラ特性の変化が同じような場合には、既存の流量パターンの学習結果で新しい流量パターンに対応する。また、新しい流量パターンが既存の流量パターンと特性が異なる場合は、新しい流量パターンに対応した数値解析を実施することで、対応する。この結果、新しい流量パターンを経験すれば、その流量パターンに対する最適な空気流量調整ゲインを設定できる。この結果、火力発電プラント１００から排出されるＣＯを低減できる。   In the control device 200, a flow pattern of the pulverized coal flow rate is assumed in advance, and numerical analysis is performed on the flow rate pattern. However, since there are many burners and the pulverized coal flow rate is a continuous value, there are an infinite number of flow patterns. Therefore, it is difficult to perform numerical analysis for all flow patterns. As described when FIG. 7 is described, the flow rate pattern is set based on the information stored in the plant information database 270. When the thermal power plant 100 is operated, a new flow rate pattern that is different from the flow rate pattern set at this time may be generated. The new flow rate pattern is compared with the existing flow rate pattern, and when the change in the boiler characteristics with respect to the change in the air flow rate adjustment gain is similar, the new flow rate pattern is dealt with by the learning result of the existing flow rate pattern. In addition, when the new flow rate pattern has characteristics different from those of the existing flow rate pattern, the numerical flow analysis corresponding to the new flow rate pattern is performed. As a result, if a new flow rate pattern is experienced, an optimum air flow rate adjustment gain for the flow rate pattern can be set. As a result, CO discharged from the thermal power plant 100 can be reduced.

また、制御装置２００を用いることで、ボイラに投入する空気流量を最小化できる。この結果、ファン動力を最小化でき、ボイラで消費する電力を削減できる。また、ボイラのサイズを小さくすることもできる。   Moreover, by using the control apparatus 200, the air flow rate injected into the boiler can be minimized. As a result, the fan power can be minimized and the power consumed by the boiler can be reduced. In addition, the boiler size can be reduced.

図１１は、計測値の時間変化を説明する図である。   FIG. 11 is a diagram for explaining the time change of the measurement value.

微粉炭流量計測器で微粉炭流量を計測するのに計測遅れがある。また、図３に示すように、微粉炭は、微粉炭流量計測器が配置されている場所を通過した後、バーナーに供給され、火炉に導かれる。   There is a measurement delay in measuring the pulverized coal flow rate with the pulverized coal flow meter. Moreover, as shown in FIG. 3, after passing through the place where the pulverized coal flow rate measuring device is arranged, the pulverized coal is supplied to the burner and guided to the furnace.

計測遅れ時間と微粉炭が微粉炭流量計測器を通過してから火炉に投入されるまでの時間が一致する場合は、計測値と火炉に投入される微粉炭流量値が一致する。しかし、計測遅れ時間より、微粉炭が微粉炭流量計測器を通過してから火炉に投入されるまでの時間が短い場合、図１１（ａ）に示すように、火炉に投入される微粉炭流量よりも、計測値が微粉炭流量値よりも遅れる。逆に、計測遅れ時間より、微粉炭が微粉炭流量計測器を通過してから火炉に投入されるまでの時間が長い場合、図１１（ｂ）に示すように、火炉に投入される微粉炭流量よりも、微粉炭流量値が計測値よりも遅れる。   When the measurement delay time and the time from when the pulverized coal passes through the pulverized coal flow meter to the time when the pulverized coal is input to the furnace match, the measured value and the pulverized coal flow rate value input to the furnace match. However, when the time from when the pulverized coal passes through the pulverized coal flow rate measuring device to when it is introduced into the furnace is shorter than the measurement delay time, as shown in FIG. 11 (a), the pulverized coal flow rate that is introduced into the furnace. The measured value is later than the pulverized coal flow rate value. On the contrary, when the time from when the pulverized coal passes through the pulverized coal flow rate measuring device to when it is input into the furnace is longer than the measurement delay time, as shown in FIG. 11B, the pulverized coal input into the furnace. The pulverized coal flow rate value is delayed from the measured value.

微粉炭流量計測器１５５とバーナー１０２を接続する配管の長さを微粉炭の流速で除することで、微粉炭が微粉炭流量計測器１５５を通過してから火炉に投入されるまでの時間を計算できる。また、微粉炭流量計測器１５５の計測遅れ時間は事前に把握できる。微粉炭流量計測器１５５とバーナー１０２を接続する配管の長さ，微粉炭の流速，計測遅れ時間の情報を用いることで、計測値と火炉に投入される微粉炭流量値を一致するように、計測値を補正できる。図４の操作信号生成手段５００には図示していないが、操作信号生成手段５００に、上述したように計測信号データ３を処理し、計測値と火炉に投入される微粉炭流量値を一致させる機能である計測値補正手段を持たせることもできる。   By dividing the length of the pipe connecting the pulverized coal flow rate measuring device 155 and the burner 102 by the flow rate of the pulverized coal, the time until the pulverized coal passes through the pulverized coal flow rate measuring device 155 and is put into the furnace is reduced. Can be calculated. Moreover, the measurement delay time of the pulverized coal flow rate measuring device 155 can be grasped in advance. By using the information on the length of the pipe connecting the pulverized coal flow rate measuring device 155 and the burner 102, the flow rate of the pulverized coal, and the measurement delay time, the measured value and the flow rate value of the pulverized coal charged into the furnace are matched. Measurement values can be corrected. Although not shown in the operation signal generation unit 500 in FIG. 4, the measurement signal data 3 is processed in the operation signal generation unit 500 as described above, and the measured value and the flow rate value of the pulverized coal supplied to the furnace are matched. It is also possible to have a measurement value correcting means that is a function.

また、エアダンパを操作し、空気流量が所望の値と一致するまでには、時間遅れがある。微粉炭流量計測器とバーナーを接続する配管を長くすることで、この時間遅れに伴う制御性能の低下を抑制できる。火力発電プラント１００には、以上述べたことを考慮して微粉炭流量計測器１５５を配置するようにしてもよい。   Further, there is a time delay until the air damper is operated and the air flow rate matches the desired value. By lengthening the pipe connecting the pulverized coal flow rate measuring instrument and the burner, it is possible to suppress a decrease in control performance due to this time delay. In consideration of the above, the pulverized coal flow rate measuring device 155 may be arranged in the thermal power plant 100.

図１１（ｃ）は、発電出力変化時の出力と微粉炭流量の経時変化である。図１１（ｃ）に示すように、出力変化時は、微粉炭流量の総量変化が大きい。このような場合、図１１（ａ）（ｂ）で述べたような計測値と火炉に投入される微粉炭流量値には、偏差が生じる可能性がある。この影響を補正するため、操作信号生成手段５００に、ミルに供給される微粉炭流量，動力に基づいて、微粉炭流量計測値を補正する機能を持たせることもできる。また、計測する燃料流量の値を補正するため、計測器とバーナーを接続する配管の長さ，微粉炭の流速，計測器の計測遅れ時間の少なくとも一つの情報を用いることができる。また、パターン化手段３００に、ミルに供給される微粉炭流量，動力の情報と、微粉炭流量測定値の関係を評価し、ミルに供給される微粉炭流量，動力の情報と、微粉炭流量の流量パターンの関係を生成する機能を持たせることもできる。   FIG. 11 (c) shows the change over time in the output and the pulverized coal flow rate when the power generation output is changed. As shown in FIG. 11C, the change in the total amount of the pulverized coal flow rate is large when the output changes. In such a case, there may be a deviation between the measured value as described in FIGS. 11 (a) and 11 (b) and the pulverized coal flow rate value input to the furnace. In order to correct this influence, the operation signal generating means 500 can be provided with a function of correcting the measured value of the pulverized coal flow rate based on the pulverized coal flow rate and power supplied to the mill. In addition, in order to correct the value of the fuel flow rate to be measured, at least one information of the length of the pipe connecting the measuring instrument and the burner, the flow rate of pulverized coal, and the measurement delay time of the measuring instrument can be used. Further, the patterning means 300 evaluates the relationship between the pulverized coal flow rate and power information supplied to the mill and the measured value of the pulverized coal flow rate, and the pulverized coal flow rate and power information supplied to the mill and the pulverized coal flow rate. It is also possible to have a function of generating the relationship between the flow rate patterns.

図１２，図１３は、画像表示装置９５０に表示される画面の実施例である。   12 and 13 are examples of screens displayed on the image display device 950. FIG.

図１２に示すように、制御装置２００を用いることにより、微粉炭流量計測器１５５Ａ，１５５Ｂ，１５５Ｃ，１５５Ｄ，１５５Ｅで計測した微粉炭流量と、操作信号生成手段５００で計算した空気流量の指令値を同一画面上に表示できる。これにより、火力発電プラント１００の運転状態を容易に把握できる。   As shown in FIG. 12, by using the control device 200, the pulverized coal flow rate measured by the pulverized coal flow rate measuring devices 155A, 155B, 155C, 155D, and 155E and the command value of the air flow rate calculated by the operation signal generating means 500 are used. Can be displayed on the same screen. Thereby, the operation state of the thermal power plant 100 can be easily grasped.

尚、微粉炭流量や空気流量についてバーナー毎に表示することにより相対値を把握することもできる。   In addition, a relative value can also be grasped | ascertained by displaying for every burner about pulverized coal flow volume and air flow volume.

図１３は、パターン化手段３００を用いて生成されたパターンを図示した例である。   FIG. 13 is an example illustrating a pattern generated using the patterning unit 300.

図１３に示すように、パターンの形状と特徴・特性を画面に表示できる。これにより、パターン化手段３００で生成されたパターンを容易に確認できる。   As shown in FIG. 13, the shape of the pattern and the features / characteristics can be displayed on the screen. Thereby, the pattern produced | generated by the patterning means 300 can be confirmed easily.

実施例であるボイラの制御装置の系統構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the system configuration | structure of the control apparatus of the boiler which is an Example. 火力発電プラントの構成の説明図である。It is explanatory drawing of a structure of a thermal power plant. バーナーに供給される微粉炭と空気の経路の説明図である。It is explanatory drawing of the path | route of the pulverized coal and air supplied to a burner. 操作信号生成手段の系統構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the system configuration | structure of an operation signal production | generation means. 操作信号の生成方法の説明図である。It is explanatory drawing of the production | generation method of an operation signal. 実施例におけるボイラの制御装置の動作フローチャート図である。It is an operation | movement flowchart figure of the control apparatus of the boiler in an Example. 数値解析実行ステップの説明図である。It is explanatory drawing of a numerical analysis execution step. モデル構築，学習手段の動作の説明図である。It is explanatory drawing of operation | movement of a model construction and learning means. 学習情報データベース、及びパターンデータベースに保存されるデータの説明図である。It is explanatory drawing of the data preserve | saved at a learning information database and a pattern database. パターン追加ステップの説明図である。It is explanatory drawing of a pattern addition step. 計測値の時間変化を説明する図である。It is a figure explaining the time change of a measured value. 画像表示装置に表示される画面の実施例であり、バーナーに供給される微粉炭流量と空気流量を同一画面上に表示したものである。It is an Example of the screen displayed on an image display apparatus, and displays the pulverized coal flow volume and air flow volume which are supplied to a burner on the same screen. 画像表示装置に表示される画面の実施例であり、パターンの形状と特徴・特性を画面に表示したものである。It is an Example of the screen displayed on an image display apparatus, and displays the shape of a pattern, the characteristic, and the characteristic on a screen.

符号の説明Explanation of symbols

１００ 火力発電プラント
２００ 制御装置
２０１，９２０ 外部入力インターフェイス
２０２，９４０ 外部出力インターフェイス
２１０ 計測信号データベース
２２０ パターンデータベース
２３０ 数値解析結果データベース
２４０ 操作信号データベース
２５０ 制御ロジックデータベース
２６０ 学習情報データベース
２７０ プラント情報データベース
３００ パターン化手段
４００ 数値解析実行手段
５００ 操作信号生成手段
６００ 学習手段
７００ モデル
８００ 評価値計算手段
９００ 外部入力装置
９０１ キーボード
９０２ マウス
９１０ 保守ツール
９３０ データ送受信処理部
９５０ 画像表示装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Thermal power plant 200 Controller 201,920 External input interface 202,940 External output interface 210 Measurement signal database 220 Pattern database 230 Numerical analysis result database 240 Operation signal database 250 Control logic database 260 Learning information database 270 Plant information database 300 Patterning Means 400 Numerical analysis execution means 500 Operation signal generation means 600 Learning means 700 Model 800 Evaluation value calculation means 900 External input device 901 Keyboard 902 Mouse 910 Maintenance tool 930 Data transmission / reception processing unit 950 Image display device

Claims (18)

燃料と空気をボイラ内に供給する複数本のバーナーと、該バーナーに供給した燃料と空気を燃焼させて生成する燃焼ガスの流れ方向下流側で、この燃焼ガスに空気を供給するエアポートと、前記バーナーとエアポートに供給する空気流量を調整する操作端と、前記バーナーに供給する燃料の流量を計測する計測器を有するボイラの制御装置において、
前記計測器で計測した計測値に基づいて、複数本のバーナーに対する燃料流量の流量パターンを生成するパターン化手段と、
前記パターン化手段で生成したパターン情報に基づいて、前記バーナー又は、前記エアポートに供給する空気流量を計算する操作信号生成手段を備え、
前記パターン化手段では、複数本の各バーナーに供給される燃料流量の新しい計測値と前記流量パターンの類似度に基づいて新しい燃料流量の流量パターンを生成することを特徴とするボイラの制御装置。 A plurality of burners for supplying fuel and air into the boiler, an air port for supplying air to the combustion gas on the downstream side in the flow direction of the combustion gas generated by burning the fuel and air supplied to the burner, and In a boiler control device having an operation end for adjusting a flow rate of air supplied to a burner and an air port, and a measuring instrument for measuring a flow rate of fuel supplied to the burner,
Patterning means for generating a flow pattern of the fuel flow rate for a plurality of burners based on the measurement value measured by the measuring instrument;
Based on the pattern information generated by the patterning means, the operation signal generating means for calculating the flow rate of air supplied to the burner or the air port ,
A boiler control apparatus characterized in that the patterning means generates a flow pattern of a new fuel flow rate based on a new measured value of the fuel flow rate supplied to each of a plurality of burners and the similarity between the flow rate patterns . 請求項１に記載のボイラの制御装置において、
前記操作信号生成手段は、
前記パターン化手段で生成したパターン情報に基づいて空気流量調整ゲインを決定するゲイン設定手段と、
前記計測器で計測した燃料流量に基づき、バーナー毎に燃料流量の平均値に対する燃料流量の相対値を計算する相対値計算手段とを有し、
前記ゲイン設定手段で設定した空気流量調整ゲインと、前記相対値計算手段で計算した相対値に基づいて、前記バーナーに供給する空気流量を計算することを特徴とするボイラの制御装置。 In the boiler control device according to claim 1,
The operation signal generating means includes
Gain setting means for determining an air flow rate adjustment gain based on the pattern information generated by the patterning means;
Relative value calculation means for calculating a relative value of the fuel flow rate with respect to the average value of the fuel flow rate for each burner based on the fuel flow rate measured by the measuring instrument,
A boiler control device that calculates an air flow rate supplied to the burner based on an air flow rate adjustment gain set by the gain setting unit and a relative value calculated by the relative value calculation unit. 請求項２に記載したボイラの制御装置において、
ボイラの設計情報が保存されているプラント情報データベースの情報と、前記ボイラを模擬する物理モデルを用いて、ボイラの運用条件と一酸化炭素濃度，窒素酸化物濃度の少なくとも１つの関係を計算する数値解析実行手段と、
前記数値解析を実施した結果と、前記ボイラの計測値の少なくとも１つを用いて構築する前記ボイラのモデルと、
前記モデルを対象に一酸化炭素濃度，窒素酸化物の少なくとも１つを低減する操作方法を学習する学習手段とを備え、
前記ゲイン設定手段では、前記学習手段で学習した結果に基づいて空気流量調整ゲインを決定すること
を特徴とするボイラの制御装置。 In the boiler control apparatus according to claim 2,
A numerical value for calculating at least one relationship between the operating conditions of the boiler, the carbon monoxide concentration, and the nitrogen oxide concentration using the information in the plant information database in which the boiler design information is stored and the physical model that simulates the boiler. Analysis execution means;
A result of performing the numerical analysis, and a model of the boiler constructed using at least one of the measured values of the boiler;
Concentration of carbon monoxide to a subject the model, and a learning means for learning the operation methods of reducing at least one of nitrogen oxides,
The boiler control device characterized in that the gain setting means determines an air flow rate adjustment gain based on a result learned by the learning means. 請求項３に記載したボイラの制御装置において、
前記数値解析実行手段では、前記数値解析結果データベース保存されている情報のうち、ミル特性，ミルとバーナーを接続する配管の長さ，ミルとバーナーを接続する配管の曲がり数の少なくとも１つの情報を用いて、微粉炭流量の流量パターンを生成し、生成した微粉炭流量の流量パターンを境界条件に設定して数値解析を実行すること
を特徴とするボイラの制御装置。 In the boiler control apparatus according to claim 3,
The numerical analysis execution means includes at least one information of mill characteristics, length of a pipe connecting the mill and the burner, and number of bends of the pipe connecting the mill and the burner among the information stored in the numerical analysis result database. A boiler control device characterized in that a flow pattern of a pulverized coal flow rate is generated and a numerical analysis is performed by setting the generated flow rate pattern of the pulverized coal flow rate as a boundary condition. 請求項１に記載したボイラの制御装置において、
前記計測器とバーナーを接続する配管の長さ，微粉炭の流速，前記計測器の計測遅れ時間の少なくとも１つの情報を用いて、前記計測器で計測する燃料流量の値を補正する計測値補正手段を有すること
を特徴とするボイラの制御装置。 In the boiler control apparatus according to claim 1,
Measurement value correction for correcting the value of the fuel flow rate measured by the measuring instrument using at least one information of the length of the pipe connecting the measuring instrument and the burner, the flow rate of pulverized coal, and the measurement delay time of the measuring instrument A boiler control device characterized by comprising means. 請求項２に記載したボイラの制御装置において、
バーナー毎の燃料流量計測値と、操作信号生成手段で生成したバーナー毎の空気流量操作信号を、同一画面上に表示するか、もしくは前記パターン化手段で生成した微粉炭流量のパターンを画面に表示する画像表示装置を備えたこと
を特徴とするボイラの制御装置。 In the boiler control apparatus according to claim 2,
The fuel flow rate measurement value for each burner and the air flow rate operation signal for each burner generated by the operation signal generation unit are displayed on the same screen, or the pattern of the pulverized coal flow rate generated by the patterning unit is displayed on the screen A boiler control device characterized by comprising an image display device. 燃料と空気をボイラ内に供給する複数本のバーナーと、該バーナーに供給した燃料と空気を燃焼させて生成する燃焼ガスの流れ方向下流側で、この燃焼ガスに空気を供給するエアポートと、前記バーナーとエアポートに供給する空気流量を調整する操作端を有するボイラの制御方法において、
前記バーナーに供給する燃料の流量をバーナー毎に計測した結果に基づいて、複数本のバーナーに対する燃料流量の流量パターンを生成し、
生成したパターン情報に基づいて、前記バーナー又は、前記エアポートに供給する空気流量を計算し、
前記空気流量に基づいて前記バーナー又は前記エアポートを制御するボイラの制御方法であって、
前記複数本のバーナーに対する燃料流量の流量パターンは、複数本の各バーナーに供給される燃料流量の新しい計測値と前記流量パターンの類似度に基づいて新しい燃料流量の流量パターンが追加されることを特徴とするボイラの制御方法。 A plurality of burners for supplying fuel and air into the boiler, an air port for supplying air to the combustion gas on the downstream side in the flow direction of the combustion gas generated by burning the fuel and air supplied to the burner, and In a boiler control method having an operation end for adjusting a flow rate of air supplied to a burner and an air port,
Based on the result of measuring the flow rate of fuel supplied to the burner for each burner, a flow rate pattern of the fuel flow rate for a plurality of burners is generated,
Based on the generated pattern information, the flow rate of air supplied to the burner or the air port is calculated,
A boiler control method for controlling the burner or the air port based on the air flow rate ,
The flow rate pattern of the fuel flow rate for the plurality of burners is that a new fuel flow rate pattern is added based on the new measurement value of the fuel flow rate supplied to each of the plurality of burners and the similarity of the flow rate pattern. A characteristic boiler control method. 請求項７に記載のボイラの制御方法において、
前記バーナーに供給する空気流量を計算する場合に、
生成した前記流量パターンに基づいて空気流量調整ゲインを決定し、
前記バーナーに供給する燃料の流量をバーナー毎に計測した燃料流量に基づき、バーナー毎に燃料流量の平均値に対する燃料流量の相対値を計算し、
前記空気流量調整ゲインと、前記相対値に基づいて、前記バーナーに供給する空気流量を計算することを特徴とするボイラの制御方法。 In the boiler control method according to claim 7,
When calculating the flow rate of air supplied to the burner,
An air flow adjustment gain is determined based on the generated flow pattern,
Based on the fuel flow rate measured for each burner, the flow rate of fuel supplied to the burner is calculated relative to the average value of the fuel flow rate for each burner,
A boiler control method, wherein an air flow rate supplied to the burner is calculated based on the air flow rate adjustment gain and the relative value. 請求項８に記載したボイラの制御方法において、
ボイラの設計情報が保存されているプラント情報データベースの情報と、前記ボイラを模擬する物理モデルを用いて、ボイラの運用条件と一酸化炭素濃度，窒素酸化物濃度の少なくとも１つの関係を計算し、
前記数値解析を実施した結果と、前記ボイラの計測値の少なくとも１つを用いて前記ボイラのモデルを構築し、
前記モデルを対象に一酸化炭素濃度，窒素酸化物の少なくとも１つを低減する操作方法を学習し、
前記学習手段で学習した結果に基づいて前記空気流量調整ゲインを決定することを特徴とするボイラの制御方法。 In the boiler control method according to claim 8,
Using the plant information database information in which boiler design information is stored and a physical model that simulates the boiler, calculate at least one relationship between the operating conditions of the boiler, the carbon monoxide concentration, and the nitrogen oxide concentration,
A model of the boiler is constructed using at least one of the result of the numerical analysis and the measured value of the boiler,
Learn the operation method to reduce at least one of carbon monoxide concentration and nitrogen oxide for the model,
A boiler control method, wherein the air flow rate adjustment gain is determined based on a result learned by the learning means. 請求項９に記載したボイラの制御方法において、
前記バーナーに供給する空気流量を計算する場合に、前記数値解析結果データベース保存されている情報のうち、ミル特性，ミルとバーナーを接続する配管の長さ，ミルとバーナーを接続する配管の曲がり数の少なくとも１つの情報を用いて、微粉炭流量の流量パターンを生成し、生成した微粉炭流量の流量パターンを境界条件に設定して数値解析を実行することを特徴とするボイラの制御方法。 In the boiler control method according to claim 9,
When calculating the flow rate of air supplied to the burner, among the information stored in the numerical analysis result database, the mill characteristics, the length of the pipe connecting the mill and the burner, the number of bends of the pipe connecting the mill and the burner A boiler control method comprising: generating a flow pattern of a pulverized coal flow rate using at least one piece of information; and setting the generated flow pattern of the pulverized coal flow rate as a boundary condition to perform numerical analysis. 請求項７に記載したボイラの制御方法において、
前記計測器とバーナーを接続する配管の長さ，微粉炭の流速，前記計測器の計測遅れ時間の少なくとも１つの情報を用いて、前記計測器で計測する燃料流量の値を補正することを特徴とするボイラの制御方法。 In the boiler control method according to claim 7,
The fuel flow rate value measured by the measuring device is corrected using at least one information of the length of the pipe connecting the measuring device and the burner, the flow rate of pulverized coal, and the measurement delay time of the measuring device. Boiler control method. 請求項８に記載したボイラの制御方法において、
バーナー毎の燃料流量計測値と、操作信号生成手段で生成したバーナー毎の空気流量操作信号を、同一画面上に表示するか、もしくは前記パターン化手段で生成した微粉炭流量のパターンを画面に表示することを特徴とするボイラの制御方法。 In the boiler control method according to claim 8,
The fuel flow rate measurement value for each burner and the air flow rate operation signal for each burner generated by the operation signal generation unit are displayed on the same screen, or the pattern of the pulverized coal flow rate generated by the patterning unit is displayed on the screen A control method for a boiler. 燃料と空気をボイラ内に供給する複数本のバーナーと、該バーナーに供給した燃料と空気を燃焼させて生成する燃焼ガスの流れ方向下流側で、この燃焼ガスに空気を供給するエアポートと、前記バーナーとエアポートに供給する空気流量を調整する操作端と、前記バーナーに供給する燃料の流量を計測する計測器を有するボイラの制御装置において、A plurality of burners for supplying fuel and air into the boiler, an air port for supplying air to the combustion gas on the downstream side in the flow direction of the combustion gas generated by burning the fuel and air supplied to the burner, and In a boiler control device having an operation end for adjusting a flow rate of air supplied to a burner and an air port, and a measuring instrument for measuring a flow rate of fuel supplied to the burner,
前記計測器で計測した計測値に基づいて、複数本のバーナーに対する燃料流量の流量パターンを生成するパターン化手段と、Patterning means for generating a flow pattern of the fuel flow rate for a plurality of burners based on the measurement value measured by the measuring instrument;
前記パターン化手段で生成したパターン情報に基づいて、前記バーナー又は、前記エアポートに供給する空気流量を計算する操作信号生成手段を備え、Based on the pattern information generated by the patterning means, the operation signal generating means for calculating the flow rate of air supplied to the burner or the air port,
前記操作信号生成手段は、前記パターン化手段で生成したパターン情報に基づいて空気流量調整ゲインを決定するゲイン設定手段と、前記計測器で計測した燃料流量に基づき、バーナー毎に燃料流量の平均値に対する燃料流量の相対値を計算する相対値計算手段とを有し、前記ゲイン設定手段で設定した空気流量調整ゲインと、前記相対値計算手段で計算した相対値に基づいて、前記バーナーに供給する空気流量を計算し、The operation signal generating means includes a gain setting means for determining an air flow rate adjustment gain based on the pattern information generated by the patterning means, and an average value of the fuel flow rate for each burner based on the fuel flow rate measured by the measuring instrument. Relative value calculation means for calculating a relative value of the fuel flow rate with respect to the fuel, and supplies the burner based on the air flow rate adjustment gain set by the gain setting means and the relative value calculated by the relative value calculation means Calculate the air flow,
ボイラの設計情報が保存されているプラント情報データベースの情報と、前記ボイラを模擬する物理モデルを用いて、ボイラの運用条件と一酸化炭素濃度，窒素酸化物濃度の少なくとも１つの関係を計算する数値解析実行手段と、A numerical value for calculating at least one relationship between the operating conditions of the boiler, the carbon monoxide concentration, and the nitrogen oxide concentration using the information in the plant information database in which the boiler design information is stored and the physical model that simulates the boiler. Analysis execution means;
前記数値解析を実施した結果と、前記ボイラの計測値の少なくとも１つを用いて構築する前記ボイラのモデルと、A result of performing the numerical analysis, and a model of the boiler constructed using at least one of the measured values of the boiler;
前記モデルを対象に一酸化炭素濃度，窒素酸化物の少なくとも１つを低減する操作方法を学習する学習手段とを備え、Learning means for learning an operation method for reducing at least one of carbon monoxide concentration and nitrogen oxide for the model,
前記ゲイン設定手段では、前記学習手段で学習した結果に基づいて空気流量調整ゲインを決定し、The gain setting means determines an air flow rate adjustment gain based on the result learned by the learning means,
前記数値解析実行手段では、前記数値解析結果データベース保存されている情報のうち、ミル特性，ミルとバーナーを接続する配管の長さ，ミルとバーナーを接続する配管の曲がり数の少なくとも１つの情報を用いて、微粉炭流量の流量パターンを生成し、生成した微粉炭流量の流量パターンを境界条件に設定して数値解析を実行することThe numerical analysis execution means includes at least one information of mill characteristics, length of a pipe connecting the mill and the burner, and number of bends of the pipe connecting the mill and the burner among the information stored in the numerical analysis result database. Use to generate a flow pattern of the pulverized coal flow rate, set the generated flow pattern of the pulverized coal flow rate as a boundary condition, and perform numerical analysis
を特徴とするボイラの制御装置。Boiler control device. 請求項１３に記載したボイラの制御装置において、In the boiler control apparatus according to claim 13,
前記計測器とバーナーを接続する配管の長さ，微粉炭の流速，前記計測器の計測遅れ時間の少なくとも１つの情報を用いて、前記計測器で計測する燃料流量の値を補正する計測値補正手段を有することMeasurement value correction for correcting the value of the fuel flow rate measured by the measuring instrument using at least one information of the length of the pipe connecting the measuring instrument and the burner, the flow rate of pulverized coal, and the measurement delay time of the measuring instrument Having means
を特徴とするボイラの制御装置。Boiler control device. 請求項１３に記載したボイラの制御装置において、In the boiler control apparatus according to claim 13,
バーナー毎の燃料流量計測値と、操作信号生成手段で生成したバーナー毎の空気流量操作信号を、同一画面上に表示するか、もしくは前記パターン化手段で生成した微粉炭流量のパターンを画面に表示する画像表示装置を備えたことThe fuel flow rate measurement value for each burner and the air flow rate operation signal for each burner generated by the operation signal generation unit are displayed on the same screen, or the pattern of the pulverized coal flow rate generated by the patterning unit is displayed on the screen Equipped with an image display device
を特徴とするボイラの制御装置。Boiler control device. 燃料と空気をボイラ内に供給する複数本のバーナーと、該バーナーに供給した燃料と空気を燃焼させて生成する燃焼ガスの流れ方向下流側で、この燃焼ガスに空気を供給するエアポートと、前記バーナーとエアポートに供給する空気流量を調整する操作端を有するボイラの制御方法において、A plurality of burners for supplying fuel and air into the boiler, an air port for supplying air to the combustion gas on the downstream side in the flow direction of the combustion gas generated by burning the fuel and air supplied to the burner, and In a boiler control method having an operation end for adjusting a flow rate of air supplied to a burner and an air port,
前記バーナーに供給する燃料の流量をバーナー毎に計測した結果に基づいて、複数本のバーナーに対する燃料流量の流量パターンを生成し、Based on the result of measuring the flow rate of fuel supplied to the burner for each burner, a flow rate pattern of the fuel flow rate for a plurality of burners is generated,
生成したパターン情報に基づいて、前記バーナー又は、前記エアポートに供給する空気流量を計算し、Based on the generated pattern information, the flow rate of air supplied to the burner or the air port is calculated,
前記空気流量に基づいて前記バーナー又は前記エアポートを制御し、Controlling the burner or the air port based on the air flow rate;
前記バーナーに供給する空気流量を計算する場合に、When calculating the flow rate of air supplied to the burner,
生成した前記流量パターンに基づいて空気流量調整ゲインを決定し、An air flow adjustment gain is determined based on the generated flow pattern,
前記バーナーに供給する燃料の流量をバーナー毎に計測した燃料流量に基づき、バーナー毎に燃料流量の平均値に対する燃料流量の相対値を計算し、Based on the fuel flow rate measured for each burner, the flow rate of fuel supplied to the burner is calculated relative to the average value of the fuel flow rate for each burner,
前記空気流量調整ゲインと、前記相対値に基づいて、前記バーナーに供給する空気流量を計算し、Based on the air flow rate adjustment gain and the relative value, calculate the air flow rate supplied to the burner,
ボイラの設計情報が保存されているプラント情報データベースの情報と、前記ボイラを模擬する物理モデルを用いて、ボイラの運用条件と一酸化炭素濃度，窒素酸化物濃度の少なくとも１つの関係を計算し、Using the information in the plant information database in which boiler design information is stored and the physical model that simulates the boiler, calculate at least one relationship between the operating conditions of the boiler, the carbon monoxide concentration, and the nitrogen oxide concentration,
前記数値解析を実施した結果と、前記ボイラの計測値の少なくとも１つを用いて前記ボイラのモデルを構築し、A model of the boiler is constructed using at least one of the result of the numerical analysis and the measured value of the boiler,
前記モデルを対象に一酸化炭素濃度，窒素酸化物の少なくとも１つを低減する操作方法を学習し、Learn the operation method to reduce at least one of carbon monoxide concentration and nitrogen oxide for the model,
前記学習手段で学習した結果に基づいて前記空気流量調整ゲインを決定し、Determining the air flow rate adjustment gain based on the result learned by the learning means;
前記バーナーに供給する空気流量を計算する場合に、前記数値解析結果データベース保存されている情報のうち、ミル特性，ミルとバーナーを接続する配管の長さ，ミルとバーナーを接続する配管の曲がり数の少なくとも１つの情報を用いて、微粉炭流量の流量パターンを生成し、生成した微粉炭流量の流量パターンを境界条件に設定して数値解析を実行することを特徴とするボイラの制御方法。When calculating the flow rate of air supplied to the burner, among the information stored in the numerical analysis result database, the mill characteristics, the length of the pipe connecting the mill and the burner, the number of bends of the pipe connecting the mill and the burner A boiler control method comprising: generating a flow pattern of a pulverized coal flow rate using at least one piece of information; and setting the generated flow pattern of the pulverized coal flow rate as a boundary condition to perform numerical analysis. 請求項１６に記載したボイラの制御方法において、In the boiler control method according to claim 16,
前記計測器とバーナーを接続する配管の長さ，微粉炭の流速，前記計測器の計測遅れ時間の少なくとも１つの情報を用いて、前記計測器で計測する燃料流量の値を補正することCorrecting the value of the fuel flow rate measured by the measuring instrument using at least one information of the length of the pipe connecting the measuring instrument and the burner, the flow rate of pulverized coal, and the measurement delay time of the measuring instrument
を特徴とするボイラの制御方法。The boiler control method characterized by this. 請求項１６に記載したボイラの制御方法において、In the boiler control method according to claim 16,
バーナー毎の燃料流量計測値と、操作信号生成手段で生成したバーナー毎の空気流量操作信号を、同一画面上に表示するか、もしくは前記パターン化手段で生成した微粉炭流量のパターンを画面に表示することを特徴とするボイラの制御方法。The fuel flow rate measurement value for each burner and the air flow rate operation signal for each burner generated by the operation signal generation unit are displayed on the same screen, or the pattern of the pulverized coal flow rate generated by the patterning unit is displayed on the screen A control method for a boiler.
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