CN110274985B - 燃料简易分析装置及其调整装置、方法、锅炉的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能以一定的分析精度以上分析向锅炉投入的燃料且缩短至得到燃料的工业分析值的期间的燃料简易分析装置及其分析条件调整装置。分析条件调整装置具备：使用事先获取的燃料试料的第一工业分析值算出基准NOx推定值的第一NOx运算部；通过使第一工业分析值的各成分的值变动算出多个变动NOx推定值的第二NOx运算部；运算基准NOx推定值与各变动NOx推定值之间的误差来作为NOx误差的NOx误差运算部；设定各成分的分析误差允许范围的分析误差允许范围设定部；以及对燃料简易分析装置的分析条件进行调整以使由燃料简易分析装置得到的燃料试料的第二工业分析值的各成分的值与第一工业分析值的各成分的值之间的分析误差成为分析误差允许范围内的分析条件调整部。

Description

燃料简易分析装置及其调整装置、方法、锅炉的控制装置
技术领域
本发明涉及燃料简易分析装置及其分析条件调整装置。
背景技术
在以锅炉和蒸汽轮机为主要构成设备的火力发电成套设备中，从环境限制及锅炉效率的方面出发，要求将废气中的NOx及灰中未燃部分(以下，仅称为“未燃部分”。)设为规定值以下(例如专利文献1)。
以往，使用燃料的工业分析值等来推定废气中的NOx和未燃部分，以使这些推定值成为规定值以下的方式对锅炉的操作端的操作量进行调整，从而调整火炉内的燃烧状态，由此，进行将废气中的NOx和未燃部分抑制为规定值以下的燃烧调整。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第5357714号公报
发明要解决的课题
在上述燃烧调整中的NOx及未燃部分的推定中，使用了燃料的工业分析值作为参数。以往，为了得到精度高的燃料的工业分析值，使用了耗费几日到一周左右的方法。因此，在实际的成套设备运转时供给的燃料的特性与用于分析的燃料的特性有可能不同，分析结果与实际的燃料偏离，这可能表现为分析误差。燃料的分析误差对NOx及未燃部分的推定造成影响，因此，在NOx及未燃部分的推定中，可能无法得到所希望的推定精度。
发明内容
本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于，提供一种能够以一定的分析精度以上分析向锅炉投入的燃料、且能够缩短直至得到燃料的工业分析值为止的期间的燃料简易分析装置及其分析条件调整装置。
用于解决课题的方案
本发明的第一方案是一种燃料简易分析装置的分析条件调整装置，其中，所述燃料简易分析装置的分析条件调整装置具备：第一NOx运算部，其向用于推定废气中的NOx量的NOx推定式输入事先获取到的燃料试料的第一工业分析值，算出NOx推定值来作为基准NOx推定值；第二NOx运算部，其使所述第一工业分析值的各成分的值变动，将变动后的所述各成分的值向所述NOx推定式输入，由此算出多个变动NOx推定值；NOx误差运算部，其分别运算各所述变动NOx推定值相对于所述基准NOx推定值的误差来作为NOx误差；分析误差允许范围设定部，其决定所述NOx误差成为允许范围内的所述各成分的值变化量，基于决定出的值变化量来设定所述各成分的分析误差允许范围；分析误差运算部，其针对各成分来运算由燃料简易分析装置分析出的所述燃料试料的第二工业分析值的各成分的值与所述第一工业分析值的各成分的值之间的分析误差；判定部，其判定各成分的所述分析误差是否在针对各成分设定的所述分析误差允许范围内；以及分析条件调整部，其对所述燃料简易分析装置的分析条件进行调整，直至各成分的所述分析误差成为针对各成分设定的所述分析误差允许范围内。
根据上述结构的分析条件调整装置，对使用在NOx预测式中事先获取到的燃料试料的第一工业分析值而算出的基准NOx推定值与使用使该工业分析值的各成分的值变动后的值而推定出的多个变动NOx推定值之间的差分进行运算，来作为NOx误差，针对各成分来决定该NOx误差成为允许范围以内的值变化量。由此，针对各成分来决定得到允许范围内的NOx推定值时的值变化量，换言之，为了得到允许范围内的NOx推定值而允许的分析误差范围。而且，运算基于第一工业分析值得到的燃料试料的各成分的值与基于燃料简易分析装置得到的燃料试料的各成分的值之间的差分来作为分析误差，进行燃料简易分析装置的分析条件的调整，直至该分析误差成为分析误差允许范围。
这样，决定用于使NOx推定值的推定误差成为允许范围内的分析误差允许范围，使第一工业分析值与由燃料简易分析装置分析出的燃料试料的第二工业分析值之间的分析误差成为分析误差允许范围内，因此，能够将使用基于燃料简易分析装置得到的分析结果而推定出的NOx推定值的推定误差抑制在允许范围内。
上述“第一工业分析值”例如是使用满足所要求的分析精度的工业分析方法而进行了燃料试料的分析时的分析结果。作为这样的工业分析方法的一例，举出依据于“JIS M8812-2004”、“ISO562”、“ISO687”、“ISO5071-1”的工业分析方法。
上述分析条件调整装置也可以为，具备：第一未燃部分运算部，其向用于推定废气中的未燃部分量的未燃部分推定式输入事先获取到的所述燃料试料的第一工业分析值，算出未燃部分推定值来作为基准未燃部分推定值；第二未燃部分运算部，其使所述第一工业分析值的各成分的值变动，将变动后的所述各成分的值向所述未燃部分推定式输入，由此算出多个变动未燃部分推定值；以及未燃部分误差运算部，其分别运算各所述变动未燃部分推定值相对于所述基准未燃部分推定值的误差来作为未燃部分误差，所述分析误差允许范围设定部决定所述NOx误差及所述未燃部分误差成为允许范围内的所述各成分的值变化量，基于决定出的值变化量来设定所述各成分的分析误差允许范围。
根据上述结构的分析条件调整装置，也考虑到未燃部分的推定精度来决定各成分的误差允许范围，因此，能够使利用基于燃料简易分析装置得到的分析结果而推定出的NOx推定值及未燃部分推定值的推定误差成为允许范围内，能够保证稳定的推定精度。
本发明的第二方案是一种燃料简易分析装置的分析条件调整装置，其中，所述燃料简易分析装置的分析条件调整装置具备：第一未燃部分运算部，其向用于推定废气中的未燃部分量的未燃部分推定式输入事先获取到的燃料试料的第一工业分析值，算出未燃部分推定值来作为基准未燃部分推定值；第二未燃部分运算部，其使所述第一工业分析值的各成分的值变动，将变动后的所述各成分的值向所述未燃部分推定式输入，由此算出多个变动未燃部分推定值；未燃部分误差运算部，其分别运算各所述变动未燃部分推定值相对于所述基准未燃部分推定值的误差来作为未燃部分误差；分析误差允许范围设定部，其决定所述未燃部分误差成为允许范围内的所述各成分的值变化量，基于决定出的值变化量来设定所述各成分的分析误差允许范围；分析误差运算部，其针对各成分来运算由燃料简易分析装置分析出的所述燃料试料的第二工业分析值的各成分的值与所述第一工业分析值的各成分的值之间的分析误差；判定部，其判定各成分的所述分析误差是否在针对各成分设定的所述分析误差允许范围内；以及分析条件调整部，其对所述燃料简易分析装置的分析条件进行调整，直至各成分的所述分析误差成为针对各成分设定的所述分析误差允许范围内。
根据上述结构的分析条件调整装置，对使用在未燃部分预测式中事先获取到的燃料试料的第一工业分析值而算出的基准未燃部分推定值与使用使该工业分析值的各成分的值变动后的变动值而推定出的多个变动未燃部分推定值之间的差分进行运算，来作为未燃部分误差，针对各成分来决定该未燃部分误差成为允许范围以内的值变化量。由此，针对各成分来决定得到允许范围内的未燃部分推定值时的值变化量，换言之，为了得到允许范围内的未燃部分推定值而允许的分析误差范围。而且，对事先获取到的燃料试料的第一工业分析值的各成分的值与基于燃料简易分析装置得到的燃料试料的各成分的值之间的差分进行运算，来作为分析误差，进行燃料简易分析装置的分析条件的调整，直至该分析误差成为分析误差允许范围。
这样，决定用于使未燃部分推定值的推定误差成为允许范围内的分析误差允许范围，使第一工业分析值与由燃料简易分析装置分析出的燃料试料的第二工业分析值之间的分析误差成为分析误差允许范围内，因此，能够将使用基于燃料简易分析装置得到的分析结果而推定出的未燃部分推定值的推定误差抑制在允许范围内。
本发明的第三方案是一种燃料简易分析装置，其中，所述燃料简易分析装置使用上述任一项所记载的分析条件调整装置对分析条件进行调整。
本发明的第四方案是一种锅炉的控制装置，其中，所述锅炉的控制装置具备：上述燃料简易分析装置，其进行向锅炉供给的燃料的分析；NOx推定部，其通过将基于所述燃料简易分析装置得到的分析结果用于NOx推定式，来推定从所述锅炉排出的废气中的NOx量；未燃部分推定部，其通过将基于所述燃料简易分析装置得到的分析结果用于未燃部分推定式，来推定从所述锅炉排出的废气中的未燃部分量；以及燃烧调整部，其对用于调整所述锅炉的燃烧状态的操作端进行控制，以使得由所述NOx推定部推定出的所述NOx量及由所述未燃部分推定部推定出的未燃部分量成为允许范围内。
本发明的第五方案是一种燃料简易分析装置的分析条件调整方法，其中，所述燃料简易分析装置的分析条件调整方法具有：第一NOx运算工序，在该第一NOx运算工序中，向用于推定废气中的NOx量的NOx推定式输入事先获取到的燃料试料的第一工业分析值，算出NOx推定值来作为基准NOx推定值；第二NOx运算工序，在该第二NOx运算工序中，使所述第一工业分析值的各成分的值变动，将变动后的所述各成分的值向所述NOx推定式输入，由此算出多个变动NOx推定值；NOx误差运算工序，在该NOx误差运算工序中，分别运算各所述变动NOx推定值相对于所述基准NOx推定值的误差来作为NOx误差；分析误差允许范围设定工序，在该分析误差允许范围设定工序中，决定所述NOx误差成为允许范围内的所述各成分的值变化量，基于决定出的值变化量来设定所述各成分的分析误差允许范围；分析误差运算工序，在该分析误差运算工序中，针对各成分来运算由燃料简易分析装置分析出的所述燃料试料的第二工业分析值的各成分的值与所述第一工业分析值的各成分的值之间的分析误差；判定工序，在该判定工序中，判定各成分的所述分析误差是否在针对各成分设定的所述分析误差允许范围内；分析条件调整工序，在该分析条件调整工序中，对所述燃料简易分析装置的分析条件进行调整，直至各成分的所述分析误差成为针对各成分设定的所述分析误差允许范围内。
本发明的第六方案是一种燃料简易分析装置的分析条件调整方法，其中，所述燃料简易分析装置的分析条件调整方法具有：第一未燃部分运算工序，在该第一未燃部分运算工序中，向用于推定废气中的未燃部分量的未燃部分推定式输入事先获取到的燃料试料的第一工业分析值，算出未燃部分推定值来作为基准未燃部分推定值；第二未燃部分运算工序，在该第二未燃部分运算工序中，使所述第一工业分析值的各成分的值变动，将变动后的所述各成分的值向所述未燃部分推定式输入，由此算出多个变动未燃部分推定值；未燃部分误差运算工序，在该未燃部分误差运算工序中，分别运算各所述变动未燃部分推定值相对于所述基准未燃部分推定值的误差来作为未燃部分误差；分析误差允许范围设定工序，在该分析误差允许范围设定工序中，决定所述未燃部分误差成为允许范围内的所述各成分的值变化量，基于决定出的值变化量来设定所述各成分的分析误差允许范围；分析误差运算工序，在该分析误差运算工序中，针对各成分来运算由燃料简易分析装置分析出的所述燃料试料的第二工业分析值的各成分的值与所述第一工业分析值的各成分的值之间的分析误差；判定工序，在该判定工序中，判定各成分的所述分析误差是否在针对各成分设定的所述分析误差允许范围内；以及分析条件调整工序，在该分析条件调整工序中，对所述燃料简易分析装置的分析条件进行调整，直至各成分的所述分析误差成为针对各成分设定的所述分析误差允许范围内。
发明效果
根据本发明，起到如下效果：能够以一定的分析精度以上分析向锅炉投入的燃料，且能够缩短直至得到燃料的工业分析值为止的期间。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的锅炉的纵剖视图。
图2是图1的横(水平)剖视图。
图3是将图1所示的粉煤焚烧燃烧器放大示出的图。
图4是示出向本发明的一实施方式的粉煤焚烧燃烧器所具备的燃料燃烧器供给空气的空气供给系统的概要的图。
图5是本发明的一实施方式的锅炉的控制装置的功能框图。
图6是示出由本发明的一实施方式的锅炉的控制装置执行的燃料调整处理的步骤的流程图。
图7是本发明的一实施方式的简易分析装置的分析条件调整装置的功能框图。
图8是示出由本发明的一实施方式的简易分析装置的分析条件调整装置执行的分析条件调整处理的步骤的流程图。
附图标记说明
10 锅炉；
11 火炉；
12 燃烧器部；
14 AA部；
15 追加空气投入喷嘴；
16 粉煤混合气输送管；
17 送气管道；
18 废气流路；
20 粉煤焚烧燃烧器；
21 燃料燃烧器；
22 一次端口；
23 二次端口；
25 燃料简易分析装置；
30 端口；
35 未燃部分计测器；
37 NOx计测器；
40 风门；
50 控制装置；
51 信启、获取部；
52 NOx推定部；
53 未燃部分推定部；
54 燃烧调整部；
60 分析条件调整装置；
61 第一NOx运算部；
62 第二NOx运算部；
63 NOx误差运算部；
64 第一未燃部分运算部；
65 第二未燃部分运算部；
66 未燃部分误差运算部；
67 分析误差允许范围设定部；
68 分析误差运算部；
69 判定部；
70 分析条件调整部。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的简易分析装置及其分析条件调整装置的一实施方式进行说明。在以下的说明中，作为本发明的一实施方式的简易分析装置及其分析条件调整装置的应用对象，例示出固体燃料焚烧锅炉、具体而言为具备以粉煤(粉体的固体燃料即煤)为燃料的粉煤焚烧燃烧器的回旋燃烧锅炉来进行说明，但本发明的一实施方式的简易分析装置及其分析条件调整装置的应用对象不局限于该例，能够广泛应用于将煤类用作燃料的锅炉。
图1是本发明的一实施方式的锅炉10的纵剖视图，图2是图1的横(水平)剖视图。如图1所示，锅炉10通过向火炉11内以多级的形式投入空气，从而使从燃烧器部12到追加空气投入部(以下称为“AA部”)14止的区域为还原气氛，由此来实现燃烧废气的低NOx化。
如图1、图2所示，锅炉10具备将由研磨机(省略图示)粉碎煤等固体燃料而得到的粉煤(微粉燃料)及空气投入的粉煤焚烧燃烧器20及向AA部14投入追加空气的追加空气投入喷嘴15。在粉煤焚烧燃烧器20，连接有将来自研磨机的粉煤与一次空气混合并搬运的粉煤混合气输送管16，并且以向粉煤混合气输送管16的周围供给二次空气的一部分的方式连接有送气管道17。在AA部14的追加空气投入喷嘴15，以供给二次空气的一部分的方式连接有送气管道17。向送气管道17输送由鼓风机(省略图示)供给并由空气预热机(省略图示)预热到规定温度的二次空气。这样，在本实施方式的锅炉10具备在沿铅垂上下方向设置的各级中、在锅炉10的水平方向的各角落部(参照图2)分别配置有粉煤焚烧燃烧器20的燃烧器部12，采用了通过从各粉煤焚烧燃烧器20向火炉11内投入粉煤燃料及空气而形成回旋火焰的回旋燃烧方式(参照图2)。
图3是将图1所示的粉煤焚烧燃烧器20放大示出的图。如图3所示，粉煤焚烧燃烧器20具备：投入粉煤及一次空气的燃料燃烧器21；以及分别配置于燃料燃烧器21的上侧及下侧的二次空气投入用的端口30。关于端口30，为了能够调整各端口的空气流量，例如，如图4所示，针对从送气管道17分支出的二次空气的各供给管线，作为空气流量调整单元而设置能够调整开度的风门40。
如图3所示，燃料燃烧器21具备：用于投入由一次空气输送来的粉煤燃料的矩形状的一次端口22；以及以包围一次端口22的周围的方式设置且用于投入二次空气的一部分的二次端口23。关于二次端口23，如图4所示，也设置有能够调整开度的风门40来作为流量调整单元。
燃料燃烧器21构成为能够调整角度。具体而言，如图3所示，为了将由锅炉10生成的蒸汽温度调整为规定的值，燃料燃烧器21能够使从燃料燃烧器21的前端部喷出的气体相对于水平方向的角度(燃烧器角度)α在铅垂上下方向上适当变化，以使得能够使在燃烧器部12的各级形成的火炉11内的回旋火焰的位置变化。
如图1所示，在锅炉10设置有用于将燃烧废气向下游侧的装置输送的废气流路18。在废气流路18中设置有用于对从锅炉10排出的废气所含的燃料未燃部分进行计测的未燃部分计测器35。作为该未燃部分计测器35的一例，举出使用了LIBS法(激光感应击穿法；Laser Induced Breakdown Spectroscopy)的未燃部分计测器，在该LIBS法中，对在废气流路18中流动的灰进行取样，通过激光照射使取样出的灰等离子体化，对等离子体光进行分光分析，从而计测灰的组成成分浓度。根据该未燃部分计测器35，能够大致实时地计测灰中未燃部分。
此外，在废气流路18中设置有对废气中的NOx量(NOx浓度)进行计测的NOx计测器37。作为NOx计测器37的一例，举出使用了红外线吸收法、化学发光法、紫外线吸收法等的计测器。
将由未燃部分计测器35计测出的未燃部分计测值以及由NOx计测器37计测出的NOx计测值向控制锅炉10的控制装置50(参照图5)输出。
在锅炉10中投入有燃料的粉煤混合气输送管16中，设置有对向锅炉10供给的粉煤进行取样并在现场进行该粉煤的工业分析的燃料简易分析装置25。
燃料简易分析装置25能够在30分钟至2小时内得到分析结果。作为燃料简易分析装置25的一例，举出如下两种分析装置：其一是，使用具有热天平的加热炉，将炉内的气氛切换成氧化及非氧化状态而进行互不相同的条件下的热处理，作为一系列的处理来获取不同种类的成分(水分、挥发成分、固定碳、灰分)，其二是，采用除去了干燥需要时间的水分计测的分析方法。作为使用具有热天平的加热炉来进行燃料分析的分析装置的一例，例如举出日本特开昭61-191950号公报所公开的装置。在现场使用的燃料简易分析装置25是通过由后述的分析条件调整装置60事先调整分析条件而保证了一定的分析精度的分析装置。之后详细说明分析条件调整装置60。
控制装置50是负责锅炉整体的控制的控制装置，例如由CPU(Central ProcessingUnit)、RAM(Random Access Memory)等主存储装置、ROM(Read Only Memory)等辅助存储装置及HDD等计算机可读取的存储介质等构成。而且，用于实现控制装置具有的后述的各种功能的一系列处理作为一例而以程序的形式存储于存储介质等，由CPU将该程序读出到主存储装置并执行信息的加工、运算处理，由此，实现各种功能。关于程序，也可以应用预先安装于ROM或其他存储介质的方式、在存储于计算机可读取的存储介质的状态下被提供的方式、经由有线或无线的通信单元而分配的方式等。计算机可读取的存储介质是磁盘、光磁盘、CD-ROM、DVD-ROM、半导体存储器等。
控制装置50例如具有根据相对于锅炉10的额定蒸汽产生量的蒸汽产生比例(以下称为“负载”)来控制研磨机(省略图示)的台数和燃料燃烧器21的运行数量的负载控制功能、为了使从锅炉10排出的废气中的NOx及未燃部分成为规定值以下而调整火炉11内的燃烧状态的燃烧调整功能等多个功能。
图5是主要抽出控制装置50所具备的功能中的与燃烧调整相关的功能而示出的功能框图。如图5所示，控制装置50具备信息获取部51、NOx推定部52、未燃部分推定部53及燃烧调整部54。
信息获取部51获取为了推定NOx及未燃部分所需的输入信息。由信息获取部51获取的输入信息主要是运转状态量及燃料信息。
运转状态量是与锅炉10的运转状态相关的参数，作为一例，例如举出燃烧器部12与AA部14的二次空气的分配比、气体温度、气体性状等。
燃料信息是粉煤的水分、挥发成分、固定碳、灰分等，是由燃料简易分析装置25在现场计测到的分析值。燃料信息也包含粒径或微粉度等。
NOx推定部52通过将由信息获取部51获取到的运转状态量及燃料信息以及预先持有的锅炉的设计信息代入预先持有的NOx推定式，来推定从锅炉10排出的废气中的NOx量。这里，设计信息是锅炉10的设计信息，作为一例，例如举出锅炉10具备的粉煤焚烧燃烧器20的形状及设置数量、锅炉10的形状等。
NOx推定部52使用的NOx推定式例如是基于过去的运转数据而构筑的运算式，作为参数而包含上述的锅炉的设计信息、运转状态量、燃料信息。
未燃部分推定部53通过将由信息获取部51获取到的运转状态量及燃料信息以及预先持有的锅炉的设计信息代入预先持有的未燃部分推定式，来推定从锅炉10排出的废气中的未燃部分量。这里，关于设计信息，与上述的NOx推定部52使用的信息相同，因此，也可以使用NOx推定部52持有的信息。
未燃部分推定部53使用的未燃部分推定式例如是基于过去的运转数据而构筑的运算式，作为参数而包含上述的锅炉的设计信息、运转状态量、燃料信息。
燃烧调整部54基于由NOx推定部52推定出的NOx量(以下称为“NOx推定值”。)及由未燃部分推定部53推定出的未燃部分量(以下称为“未燃部分推定值”。)，以使NOx推定值及未燃部分推定值成为规定值以下的方式来决定锅炉10的各种操作端的操作量。例如，燃烧调整部54通过控制风门40的开度，来调整燃烧器部12与AA部14的二次空气的分配比，并且，通过控制燃料燃烧器21的燃烧器角度α来使火炉11内的回旋火焰的位置变化。由此，火炉11内的燃烧状态发生变化，能够控制废气所含的NOx和未燃部分的量。
接着，参照图6对由控制装置50实现的燃烧调整方法简单进行说明。图6是示出由控制装置50执行的燃烧调整处理的处理步骤的一例的流程图。
首先，信息获取部51获取为了推定NOx及未燃部分所需的输入信息(SA1)。由此，获取锅炉10的运转状态量及由燃料简易分析装置25分析的燃料分析结果。
接着，NOx推定部52将由信息获取部51获取到的信息代入NOx推定式，对NOx推定值进行运算(SA2)。同样地，未燃部分推定部53将由信息获取部51获取到的信息代入未燃部分推定式，对未燃部分推定值进行运算(SA3)。
接着，燃烧调整部54基于NOx推定值及未燃部分推定值，来控制风门40及燃料燃烧器21的燃烧器角度α，由此调整锅炉10的燃烧状态(SA4)。通过锅炉的燃烧状态变化，从而从锅炉10排出的废气的NOx量和未燃部分量发生变化。
燃烧调整部54从未燃部分计测器35获取未燃部分计测值，并且从NOx计测器37获取NOx计测值(SA5)，判定这些计测值是否都为规定值以下(SA6)。若该结果超过规定值，则返回到步骤SA1，反复进行上述的处理。而且，在步骤SA6中，当判定为未燃部分计测值及NOx计测值都为环境规定值以下时，结束该燃烧调整处理。
控制装置50例如以规定的时间间隔反复进行图6所示的燃烧调整处理，由此将废气中的NOx量及未燃部分抑制为规定值以下。
接着，参照附图对在现场使用的燃料简易分析装置25及燃料简易分析装置25的分析条件调整装置60进行说明。
如上所述，燃料简易分析装置25能够在30分钟至2小时内得到分析结果，作为一例，举出采用了日本特开昭61-191950号公报所公开的煤类等的工业分析方法的分析装置。分析条件调整装置60是用于保证燃料简易分析装置25的精度的装置，例如，在将燃料简易分析装置25引用为锅炉10的现场分析之前，对分析条件进行调整，以使得燃料简易分析装置25的精度成为一定的精度以上。
分析条件调整装置60例如是计算机，与上述的控制装置50同样地具备CPU、主存储装置、辅助存储装置等。作为一例，用于实现以下所示的各部分的功能的一系列处理以程序的形式存储于辅助存储装置，由CPU将该程序读出到主存储装置，通过执行信息的加工、运算处理来实现各种功能。关于程序，也可以应用预先安装于ROM或其他存储介质的方式、在存储于计算机可读取的存储介质的状态下被提供的方式、经由有线或无线的通信单元而分配的方式等。计算机可读取的存储介质是磁盘、光磁盘、CD-ROM、DVD-ROM、半导体存储器等。
图7是本发明的一实施方式的分析条件调整装置60的功能框图。如图7所示，作为主要结构，分析条件调整装置60具备第一NOx运算部61、第二NOx运算部62、NOx误差运算部63、第一未燃部分运算部64、第二未燃部分运算部65、未燃部分误差运算部66、分析误差允许范围设定部67、分析误差运算部68、判定部69及分析条件调整部70。
首先，当由分析条件调整装置60进行分析条件的调整时，作为前期准备而准备试料。该试料是锅炉10所使用的燃料的试料，在本实施方式中，使用粉煤。粉煤的燃烧状态由于煤所含的水分等成分而变化，因此，为了考虑这些固体的偏差，可以准备多种粉煤来作为试料。在以下的说明中，作为具体例，针对准备了由粉煤A、粉煤B、粉煤C构成的三种试料的情况进行说明。
使用与燃料简易分析装置25不同的、且分析精度更高的工业分析方法(以下称为“高精度工业分析方法”。)对这些粉煤A～C进行分析，事先得到工业分析值(第一工业分析值)。工业分析值的成分例如是水分、挥发成分、固定碳、灰分。作为分析精度比燃料简易分析装置25高的工业分析方法，例如举出依据于“JIS M 8812-2004”、“ISO562”、“ISO687”、“ISO5071-1”的工业分析方法。这些分析方法虽然在得到分析结果之前耗费几日到一周左右，但与由燃料简易分析装置25得到的分析结果相比，能够得到精度高的工业分析值。
第一NOx运算部61向用于推定NOx浓度的NOx推定式输入各试料(粉煤A～C)的通过高精度工业分析方法事先得到的各成分的工业分析值，来算出NOx推定值。这里，NOx推定式与在上述的燃烧调整处理中使用的NOx推定式相同。
第一NOx运算部61向NOx推定式分别代入与设计信息相关的参数、与运转状态量相关的各种参数及试料的工业分析值，由此，关于各试料，分别算出NOx推定值。以下，为了方便，将由第一NOx运算部61算出的NOx推定值称为“基准NOx推定值”。
这里，设计信息是与锅炉10的结构等相关的参数，是锅炉10所固有的参数。作为向NOx推定式代入的运转状态量的各种参数，假定任意的运转状态(例如额定运转状态)，代入与假定的运转状态相关的参数(例如，燃烧器部12与AA部14的二次空气的分配比、气体温度、气体性状等)即可。与燃料信息相关的各种参数是通过高精度工业分析方法事先得到的第一工业分析值的各成分的值。在本实施方式中，是水分、挥发成分、固定碳、灰分。与燃料信息相关的各种参数也包含粒径或微粉度。
第二NOx运算部62针对各试料而使第一工业分析值的各成分的值在规定的范围内变动，将变动后的各成分的值向NOx推定式输入，从而关于各试料算出多个NOx推定值。以下，为了方便，将由第二NOx运算部62算出的NOx推定值称为“变动NOx推定值”。
例如，第二NOx运算部62使粉煤A的各成分(水分、挥发成分、固定碳、灰分)的值分别每隔规定量变动至规定的上下限值，将变动后的值分别向NOx推定式输入，由此，得到多个变动NOx推定值。
更具体而言，第二NOx运算部62使粉煤A的各成分(水分、挥发成分、固定碳、灰分)的值按照+5％、+10％、+15％、…变动至规定的上限值，并且，按照-5％、-10％、-15％…变动至规定的下限值，将变动后的各值分别向NOx推定式输入，由此，算出多个变动NOx推定值。此时，通过使每个成分的值一个一个地变动，从而还能够掌握该成分的变动对NOx推定值造成的影响度。关于变动量、变动上下限值，能够任意地设定。第二NOx运算部62通过对粉煤B、C也进行同样的运算处理，从而针对各试料而算出多个变动NOx推定值。例如，在使各成分的值如+5％、+10％、+15％、-5％、-10％、-15％那样以六个阶段变动的情况下，关于各试料(粉煤A、B、C)，分别算出4(成分数)×6(变动值的数)＝24个变动NOx推定值。
NOx误差运算部63分别运算出各变动NOx推定值相对于基准NOx推定值的误差来作为NOx误差。这里的误差可以是绝对误差，也可以是相对误差。由此，在使各成分的值以六个阶段变动的情况下，关于各试料，运算24个NOx误差。
第一未燃部分运算部64向推定未燃部分的未燃部分推定式输入各试料(粉煤A～C)的通过高精度工业分析方法事先得到的各成分的工业分析值(第一工业分析值)而算出未燃部分推定值。这里，未燃部分推定式与在上述的燃烧调整处理中使用的未燃部分推定式相同。
第一未燃部分运算部64向未燃部分推定式分别代入与设计信息相关的参数、与运转状态量相关的各种参数(与上述的NOx推定部使用的参数相同)、及各试料(粉煤A～C)的工业分析值，由此，关于各试料，算出未燃部分推定值。以下，为了方便，将由第一未燃部分运算部64算出的未燃部分推定值称为“基准未燃部分推定值”。
第二未燃部分运算部65针对各试料(粉煤A～C)使第一工业分析值的各成分的值在规定的范围内变动，并将变动后的各成分的值向未燃部分推定式输入，由此，关于各试料，算出多个未燃部分推定值。以下，为了方便，将由第二未燃部分运算部65算出的未燃部分推定值称为“变动未燃部分推定值”。
例如，第二未燃部分运算部65使粉煤A的各成分(水分、挥发成分、固定碳、灰分)的值分别每隔规定量变动至规定的上下限值，并将变动后的值分别向未燃部分推定式输入，由此，得到多个变动未燃部分推定值。
更具体而言，第二未燃部分运算部65使粉煤A的各成分(水分、挥发成分、固定碳、灰分)的值按照+5％、+10％、+15％、…变动至规定的上限值，并且，按照-5％、-10％、-15％...变动至规定的下限值，将变动后的各值向未燃部分推定式分别输入，由此，得到多个变动未燃部分推定值。此时，通过使各个成分的值一个一个地变动，从而还能够掌握该成分的变动对未燃部分推定值造成的影响度。关于变动宽度、变动上下限值，能够任意地设定。第二未燃部分运算部65通过对粉煤B、C也进行同样的运算处理，从而针对各试料而算出多个变动未燃部分推定值。例如，在使各成分的值如+5％、+10％、+15％、-5％、-10％、-15％那样以六个阶段变动的情况下，关于各试料(粉煤A、B、C)，分别算出4(成分数)×6(变动值的数)＝24个变动未燃部分推定值。
未燃部分误差运算部66分别运算出各变动未燃部分推定值相对于基准未燃部分推定值的误差来作为未燃部分误差。这里的误差可以是绝对误差，也可以是相对误差。由此，关于各试料，在使各成分的值以六个阶段变动的情况下，关于各试料分别运算24个未燃部分误差。
分析误差允许范围设定部67针对各成分决定NOx误差成为允许范围内且未燃部分误差成为允许范围内的值变化量，并基于决定出的值变化量来设定各成分的分析误差允许范围。
分析误差允许范围设定部67例如将针对各试料运算出的NOx误差划分为各成分的NOx误差，针对各成分来决定处于允许范围(例如±10ppm以下)内的NOx误差的最大值，得到获得该最大值的NOx误差时的值变化量。同样地，分析误差允许范围设定部67例如将针对各试料运算出的未燃部分误差划分为各成分的未燃部分误差，针对各成分来决定处于允许范围内的未燃部分误差的最大值，得到获得该最大值的未燃部分误差时的值变化量(各成分的变动量)。然后，根据从NOx误差及未燃部分误差分别得到的值变化量的比较结果来设定各成分的分析误差允许范围。
例如，当着眼于“水分”这一成分时，关于各试料(粉煤A、B、C)，分别算出6个NOx误差，因此，算出总计18个NOx误差。其中，将预先设定的允许值范围内的NOx误差抽出，进而，确定所抽出的NOx误差中的最大的值。然后，得到获得确定出的NOx误差时的“水分”的值的变化量(例如+10％)。
分析误差允许范围设定部67针对未燃部分误差也进行同样的处理。例如，当着眼于“水分”这一成分时，关于各试料(粉煤A、B、C)，分别算出6个未燃部分误差，因此，算出总计18个未燃部分误差。其中，将预先设定的允许值范围内的未燃部分误差抽出，进而，确定所抽出的未燃部分误差中的最大的值。然后，得到获得确定出的未燃部分误差时的“水分”的值的变化量(例如+5％)。
这样，例如，关于“水分”这一成分，当从NOx误差的观点出发得到“+10％”的值变化量、从未燃部分误差的观点出发得到“+5％”的值变化量时，分析误差允许范围设定部67选择较小的值变化量，基于该值变化量来设定分析误差允许范围(例如±5％)。在使值变动到正侧与变动到负侧时，分别分开地执行上述处理，由此，能够决定正侧的误差允许值和负侧的误差允许值，因此，也可以根据这些值来设定误差允许范围。
而且，分析误差允许范围设定部67关于其他的成分值即“挥发成分”、“固定碳”、“灰分”也同样地进行上述处理，由此，设定各成分中的分析误差允许范围。
上述的分析误差允许范围的设定方法是一例，也可以使用其他方法。例如，在上述的例子中，使用作为离散值的各NOx误差、未燃部分误差设定了分析误差允许范围，但例如也可以内插作为离散值的各NOx误差及未燃部分误差，使用内插结果来设定分析误差允许范围。
分析误差运算部68获取基于燃料简易分析装置得到的各试料(粉煤A～C)的分析结果(第二工业分析值)，根据获取到的燃料简易分析装置的分析结果和基于高精度工业分析方法得到的各试料(粉煤A～C)的分析结果(第一工业分析值)，来算出各成分的分析误差。
判定部69判定由分析误差运算部68算出的分析误差是否在由分析误差允许范围设定部67设定的各成分的分析误差允许范围内。
分析条件调整部70在由判定部69判定为至少一个成分的分析误差超过分析误差允许范围的情况下，设为简易分析装置的分析条件不合适，进行分析条件的调整。例如，分析条件调整部70通过自动地调整温度保持时间、升温速度、降温速度、气氛气体供给量、样品量、样品粒度、样品盘尺寸或结构等中的至少任一方，来变更分析条件。关于分析条件的调整，可以采用如上述那样自动地调整的方式，也可以例如在由作业员输出了要调整的分析条件的信息的情况下，按照该指示来调整分析条件。
当对简易分析装置的分析条件进行调整后，利用设定了调整后的分析条件的简易分析装置，来进行试料(粉煤A～C)的分析。并且，反复进行上述的简易分析装置的分析条件的调整，直至基于简易分析装置得到的工业分析值的所有成分的分析误差成为误差允许范围内。
接着，参照图8，对由本发明的一实施方式的分析条件调整装置60执行的分析条件调整方法的步骤进行说明。在以下的说明中，为了方便，针对如下情况进行说明：准备三个试料(粉煤A～C)，基于这些试料(粉煤A～C)的分析结果来进行简易分析装置的分析条件的调整，但试料数量等不局限于该例。
首先，获取关于多个试料的基于高精度工业分析方法得到的工业分析值(水分、挥发成分、固定碳、灰分)，将获取到的基于高精度工业分析方法得到的工业分析值等代入NOx推定式，由此，算出基准NOx推定值(SB1)。接着，使基于高精度工业分析方法得到的工业分析值的各成分的值在规定的范围内变动，将变动后的值代入NOx推定式，由此，算出多个变动NOx推定值(SB2)。接着，分别算出各变动NOx推定值相对于基准NOx推定值的误差即NOx误差(SB3)。
接着，将基于高精度工业分析方法得到的工业分析值等代入未燃部分推定式，算出基准未燃部分推定值(SB4)。接着，利用与上述的步骤SB2同样的方法，使基于高精度工业分析方法得到的工业分析值的各成分的值在规定的范围内变动，将变动后的值代入未燃部分推定式，由此，算出多个变动未燃部分推定值(SB5)。接着，分别算出各变动未燃部分推定值相对于基准未燃部分推定值的误差即未燃部分误差(SB6)。
接着，基于在步骤SB3中算出的NOx误差及在步骤SB6中算出的未燃部分误差，来设定各成分的分析误差允许范围(SB7)。
接着，获取基于简易分析装置得到的试料(粉煤A、B、C)的简易分析结果(SB8)，根据基于简易分析装置得到的分析结果和基于高精度工业分析方法得到的分析结果来算出各成分的分析误差(SB9)。
接着，判定分析误差是否处于在步骤SB7中设定的各成分的分析误差允许范围内(SB10)。其结果是，在判定为各成分的分析误差处于分析误差允许范围内的情况下(SB10：是)，判定为简易分析装置的分析条件合适，例如，通知这一旨意的结果(SB11)，结束本处理。另一方面，在步骤SB10中，在至少一个成分的分析误差脱离分析误差允许范围的情况下，设为简易分析装置的分析条件不合适，进行分析条件的调整(SB12)，返回到步骤SB8。
在步骤SB8中，利用分析条件调整后的简易分析装置来进行各试料(粉煤A～C)的重新分析，使用该分析结果，进行以后的处理。这样，反复进行简易分析装置的分析条件的调整，直至基于简易分析装置得到的工业分析结果和基于高精度工业分析方法得到的工业分析结果的分析误差在各成分中成为分析误差允许范围内。
然后，当所有成分中的分析误差成为分析误差允许范围内时(SB10：是)，移至步骤SB11，通知分析条件合适这一旨意，结束本处理。
这样，适当地调整了分析条件而保证了一定的分析精度的简易分析装置作为对上述的锅炉10的燃料进行分析的现场的燃料分析装置而被利用。由此，在图6所示的锅炉10的燃烧调整处理中，利用简易分析装置来进行向锅炉10供给的燃料的工业分析，将该简易分析装置的分析结果作为燃料信息而代入NOx推定式及未燃部分推定式，由此，算出NOx推定值及未燃部分推定值。
如以上说明的那样，根据本发明的一实施方式的燃料简易分析装置25及其分析条件调整装置60，决定用于使NOx推定值的推定误差及未燃部分推定值的推定误差成为允许范围内的分析误差允许范围，使基于高精度工业分析方法得到的工业分析结果和基于燃料简易分析装置得到的分析结果的分析误差成为分析误差允许范围内，由此，能够使利用基于燃料简易分析装置得到的分析结果而推定出的NOx推定值的推定误差成为允许范围内。由此，例如，能够降低燃烧调整所需的时间长期化的风险。
与高精度工业分析方法相比，燃料简易分析装置25能够在短时间内进行燃料分析，因此，能够在现场进行向锅炉投入的燃料的工业分析。由此，能够进行实际上向锅炉投入的燃料的工业分析，也不会如以往那样产生用于分析的燃料与实际上向锅炉10投入的燃料的性状不同等的不良情况。
以上，针对本发明使用实施方式进行了说明，但本发明的技术范围不局限于上述实施方式所记载的范围。在不脱离发明的主旨的范围内能够对上述实施方式加以各种变更或改良，施加了该变更或改良后的方式也包含在本发明的技术范围内。也可以适当组合上述实施方式。
在上述实施方式中说明的燃烧调整处理及分析条件调整处理的流程也是一例，也可以在不脱离本发明的主旨的范围内删除不需要的步骤，或追加新的步骤，或调换处理顺序。
例如，在上述实施方式中，决定了使NOx与未燃部分这两方成为规定值以内这样的分析误差允许范围，但不局限于此，例如也可以仅基于NOx或仅基于未燃部分来决定分析误差允许范围。
在上述实施方式中，在由控制装置50进行的燃烧调整处理中，使用燃料的工业分析值等，对NOx推定值及未燃部分推定值进行了运算，但除此之外，也可以还使用元素分析值对NOx推定值及未燃部分推定值进行运算。关于元素分析方法，例如，能够使用根据燃烧了燃料时的废气的热传导度来对成分的含有量进行计测的燃烧法(改良杜马法)、使用催化剂而与特定的气体反应的红外线吸收法、对与臭氧反应时的发光强度进行检测来确定成分的含有量的方法。在这些分析方法中，能够在几分钟的级别内得到分析结果，因此，能够实现现场的分析。通过还考虑了元素分析值，从而能够进一步提高NOx及未燃部分的推定精度。

Claims (7)

1.一种燃料简易分析装置的分析条件调整装置，其中，
所述燃料简易分析装置的分析条件调整装置具备：
第一NOx运算部，其向用于推定废气中的NOx量的NOx推定式输入事先获取到的燃料试料的第一工业分析值，算出NOx推定值来作为基准NOx推定值；
第二NOx运算部，其使所述第一工业分析值的各成分的值变动，将变动后的所述各成分的值向所述NOx推定式输入，由此算出多个变动NOx推定值；
NOx误差运算部，其分别运算各所述变动NOx推定值相对于所述基准NOx推定值的误差来作为NOx误差；
分析误差允许范围设定部，其决定所述NOx误差成为允许范围内的所述各成分的值变化量，基于决定出的值变化量来设定所述各成分的分析误差允许范围；
分析误差运算部，其针对各成分来运算由燃料简易分析装置分析出的所述燃料试料的第二工业分析值的各成分的值与所述第一工业分析值的各成分的值之间的分析误差；
判定部，其判定各成分的所述分析误差是否在针对各成分设定的所述分析误差允许范围内；以及
分析条件调整部，其对所述燃料简易分析装置的分析条件进行调整，直至各成分的所述分析误差成为针对各成分设定的所述分析误差允许范围内。
2.根据权利要求1所述的燃料简易分析装置的分析条件调整装置，其中，
所述燃料简易分析装置的分析条件调整装置具备：
第一未燃部分运算部，其向用于推定废气中的未燃部分量的未燃部分推定式输入事先获取到的所述燃料试料的第一工业分析值，算出未燃部分推定值来作为基准未燃部分推定值；
第二未燃部分运算部，其使所述第一工业分析值的各成分的值变动，将变动后的所述各成分的值向所述未燃部分推定式输入，由此算出多个变动未燃部分推定值；以及
未燃部分误差运算部，其分别运算各所述变动未燃部分推定值相对于所述基准未燃部分推定值的误差来作为未燃部分误差，
所述分析误差允许范围设定部决定所述NOx误差及所述未燃部分误差成为允许范围内的所述各成分的值变化量，基于决定出的值变化量来设定所述各成分的分析误差允许范围。
3.一种燃料简易分析装置的分析条件调整装置，其中，
所述燃料简易分析装置的分析条件调整装置具备：
第一未燃部分运算部，其向用于推定废气中的未燃部分量的未燃部分推定式输入事先获取到的燃料试料的第一工业分析值，算出未燃部分推定值来作为基准未燃部分推定值；
第二未燃部分运算部，其使所述第一工业分析值的各成分的值变动，将变动后的所述各成分的值向所述未燃部分推定式输入，由此算出多个变动未燃部分推定值；
未燃部分误差运算部，其分别运算各所述变动未燃部分推定值相对于所述基准未燃部分推定值的误差来作为未燃部分误差；
分析误差允许范围设定部，其决定所述未燃部分误差成为允许范围内的所述各成分的值变化量，基于决定出的值变化量来设定所述各成分的分析误差允许范围；
分析误差运算部，其针对各成分来运算由燃料简易分析装置分析出的所述燃料试料的第二工业分析值的各成分的值与所述第一工业分析值的各成分的值之间的分析误差；
判定部，其判定各成分的所述分析误差是否在针对各成分设定的所述分析误差允许范围内；以及
分析条件调整部，其对所述燃料简易分析装置的分析条件进行调整，直至各成分的所述分析误差成为针对各成分设定的所述分析误差允许范围内。
4.一种燃料简易分析装置，其中，
所述燃料简易分析装置使用权利要求1至3中任一项所述的分析条件调整装置对分析条件进行调整。
5.一种锅炉的控制装置，其中，
所述锅炉的控制装置具备：
权利要求4所述的燃料简易分析装置，其进行向锅炉供给的燃料的分析；
NOx推定部，其通过将基于所述燃料简易分析装置得到的分析结果用于NOx推定式，来推定从所述锅炉排出的废气中的NOx量；
未燃部分推定部，其通过将基于所述燃料简易分析装置得到的分析结果用于未燃部分推定式，来推定从所述锅炉排出的废气中的未燃部分量；以及
燃烧调整部，其对用于调整所述锅炉的燃烧状态的操作端进行控制，以使得由所述NOx推定部推定出的所述NOx量及由所述未燃部分推定部推定出的未燃部分量成为允许范围内。
6.一种燃料简易分析装置的分析条件调整方法，其中，
所述燃料简易分析装置的分析条件调整方法具有：
第一NOx运算工序，在该第一NOx运算工序中，向用于推定废气中的NOx量的NOx推定式输入事先获取到的燃料试料的第一工业分析值，算出NOx推定值来作为基准NOx推定值；
第二NOx运算工序，在该第二NOx运算工序中，使所述第一工业分析值的各成分的值变动，将变动后的所述各成分的值向所述NOx推定式输入，由此算出多个变动NOx推定值；
NOx误差运算工序，在该NOx误差运算工序中，分别运算各所述变动NOx推定值相对于所述基准NOx推定值的误差来作为NOx误差；
分析误差允许范围设定工序，在该分析误差允许范围设定工序中，决定所述NOx误差成为允许范围内的所述各成分的值变化量，基于决定出的值变化量来设定所述各成分的分析误差允许范围；
分析误差运算工序，在该分析误差运算工序中，针对各成分来运算由燃料简易分析装置分析出的所述燃料试料的第二工业分析值的各成分的值与所述第一工业分析值的各成分的值之间的分析误差；
判定工序，在该判定工序中，判定各成分的所述分析误差是否在针对各成分设定的所述分析误差允许范围内；以及
分析条件调整工序，在该分析条件调整工序中，对所述燃料简易分析装置的分析条件进行调整，直至各成分的所述分析误差成为针对各成分设定的所述分析误差允许范围内。
7.一种燃料简易分析装置的分析条件调整方法，其中，
所述燃料简易分析装置的分析条件调整方法具有：
第一未燃部分运算工序，在该第一未燃部分运算工序中，向用于推定废气中的未燃部分量的未燃部分推定式输入事先获取到的燃料试料的第一工业分析值，算出未燃部分推定值来作为基准未燃部分推定值；
第二未燃部分运算工序，在该第二未燃部分运算工序中，使所述第一工业分析值的各成分的值变动，将变动后的所述各成分的值向所述未燃部分推定式输入，由此算出多个变动未燃部分推定值；
未燃部分误差运算工序，在该未燃部分误差运算工序中，分别运算各所述变动未燃部分推定值相对于所述基准未燃部分推定值的误差来作为未燃部分误差；
分析误差允许范围设定工序，在该分析误差允许范围设定工序中，决定所述未燃部分误差成为允许范围内的所述各成分的值变化量，基于决定出的值变化量来设定所述各成分的分析误差允许范围；
分析误差运算工序，在该分析误差运算工序中，针对各成分来运算由燃料简易分析装置分析出的所述燃料试料的第二工业分析值的各成分的值与所述第一工业分析值的各成分的值之间的分析误差；
判定工序，在该判定工序中，判定各成分的所述分析误差是否在针对各成分设定的所述分析误差允许范围内；以及
分析条件调整工序，在该分析条件调整工序中，对所述燃料简易分析装置的分析条件进行调整，直至各成分的所述分析误差成为针对各成分设定的所述分析误差允许范围内。
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