JP2013119982A - 運転管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器の状態を好適に検出し、管理することができる運転管理システムを提供すること。
【解決手段】運転管理システム１０であって、熱交換器２６と、熱交換器２６を流通するガスに含まれる塩化アンモニウムの析出状態を検出する検出手段２８と、を備える管理対象プラントと、検出手段２８で検出したデータを解析し、熱交換器２６の状態を検出する解析装置３２と、を有することを特徴とする。これにより、熱交換器の状態を的確に検出することができ、管理することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱交換器を備える排ガス処理システムの運転状態を管理する運転管理システムに関する。

火力発電プラントや化学プラント用のボイラの排ガス処理装置は、システム構成の一般的な一例として、排ガス流路に脱硝装置、空気予熱器、エアヒータ、排出ガス再加熱用のガスガスヒータ熱回収器、乾式電気集塵機、湿式脱硫装置、上記ガスガスヒータ再加熱器及び煙突が順に配設されている。ここで熱媒式ガスガスヒータは、上記熱回収器と再加熱器とを冷温水循環ラインで接続して熱媒温水を熱媒循環ポンプによりフィンチューブ水管内に送水し排ガスと熱交換を行なうものである。

このような火力発電プラントでは、脱硝装置の下流にある熱交換器でアンモニアガス濃度と塩化水素ガス濃度が所定値となり、かつ、排ガス温度が所定値まで下がると、化学平衡反応により排ガス中に塩化アンモニウムが固相析出する条件が成立する。塩化アンモニウムは、高付着性を備えている。このため、熱交換器で塩化アンモニウムが固相析出すると、固相析出した塩化アンモニウムが熱交換器のバンドルの表面や壁面に付着してしまう。塩化アンモニウムの付着は、熱交換器の性能低下や、故障の原因となる恐れがある。

これに対して、特許文献１には、排ガスを再加熱する側の熱交換器であり、流通する排ガスの加熱量を少なくし低温として、熱交換器内の温度を４５℃より若干低い温度とし、対象液体を露点以下にすることでミストを生成させ、付着した塩化アンモニウムを除去することが記載されている。また、特許文献２も、排ガスを再加熱する側の熱交換器であり、熱交換器で再加熱する前に、予加熱することで、熱交換器の伝熱面に生成ガスから塩化アンモニウムが固相析出して付着しない温度条件に設定することが記載されている。

特許第４０３４９８０号公報 特許第３７６４５６８号公報

ここで、火力発電プラントは、排ガスを再加熱する熱交換器とともに脱硝装置の下流側に配置され排ガスの熱を回収し排ガスを冷却するガスガスヒータ熱回収器を備えており、当該熱回収器においても同様に塩化アンモニウムが付着する恐れがある。

この場合、特許文献１に記載のように排ガスから液体を精製する状態まで冷却するとガスガスヒータ熱回収器の下流側設備の処理に問題が生じてしまう。また、排ガスを冷却している領域で、塩化アンモニウムが固相析出し、かつ、他の成分が液化していない領域が生じると、当該領域に塩化アンモニウムが付着してしまう。また特許文献２に記載されているように、予加熱することで、熱交換器の伝熱面に生成ガスから塩化アンモニウムが固相析出して付着しない温度条件に設定すると、熱交換器による冷却が不十分となる恐れがある。また、火力発電プラントは、排ガスを再加熱する熱交換器も特許文献１および特許文献２に記載の方法では、塩化アンモニウムの管理が不十分となる恐れもある。

本発明は、前記問題に鑑み、熱交換器での塩化アンモニウムの生成状態を検出し、プラントの運転状態を好適に維持する運転管理システムを提供することを課題とする。

上述した課題を解決するための本発明の運転管理システムは、熱交換器と、前記熱交換器を流通するガスに含まれる塩化アンモニウムの生成に関わる運転パラメータの状態を検出する検出手段と、を備える管理対象プラントと、前記検出手段で検出したデータを解析し、前記熱交換器の状態を検出する解析装置と、有することを特徴とする。

また、好ましい態様として、前記解析装置は、前記検出手段で検出したデータを解析し、前記熱交換器の前記流通ガスの流路で固体の塩化アンモニウムが発生しているか否かを検出する。固体の塩化アンモニウムが発生している状態とは、固体の塩化アンモニウムが析出している状態である。固体の塩化アンモニウムが発生しているか否か検出することを固体の塩化アンモニウムの析出状態を検出するともいう。

また、好ましい態様として、前記解析装置は、前記検出手段で検出したデータを解析し、前記熱交換器の前記流通ガスの流路の塩化アンモニウムの堆積状態を予測する。

また、好ましい態様として、前記検出手段は、前記熱交換器を流れるアンモニアガスの濃度を検出するアンモニアガス濃度検出部と、前記熱交換器の温度を検出する温度検出部と、前記熱交換器を流れる塩化水素ガス濃度を検出する塩化水素ガス濃度検出手段と、を備え、前記解析装置は、検出したアンモニアガス濃度と塩化水素ガス濃度と温度とが、固体の塩化アンモニウムを発生する条件を満足しているかを検出し、塩化アンモニウムの析出状態を検出する。

また、好ましい態様として、前記温度検出部は、前記熱交換器を温度領域で複数に分けた場合、低温側の領域の温度を検出する。

また、好ましい態様として、前記検出手段は、温度検出素子を複数備え、前記熱交換器を複数に分けた領域のそれぞれに前記温度検出素子が配置され、前記解析装置は、前記温度検出素子の検出結果から低温側の領域の温度を検出し、当該温度に基づいて、塩化アンモニウムの析出状態を検出する。

また、好ましい態様として、前記検出手段は、前記熱交換器内の圧力を検出する圧力検出素子を複数備える圧力検出部を有し、前記解析装置は、前記圧力検出部の検出結果に基づいて、前記熱交換器内の圧力損失分布を検出し、前記圧力損失分布に基づいて、前記熱交換器内の塩化アンモニウムの堆積状態を検出する。

また、好ましい態様として、前記検出手段は、前記熱交換器内を流れる前記流通ガスの流速を検出する流速検出素子を複数備える流速検出部を有し、前記解析装置は、前記流速検出部の検出結果に基づいて、前記熱交換器内の流速分布を検出し、前記流速分布に基づいて、前記熱交換器内の塩化アンモニウムの堆積状態を検出する。

また、好ましい態様として、前記解析装置に接続された第１通信機器、をさらに有し、前記管理対象プラントは、前記検出手段で検出したデータを出力可能な第２通信機器を備え、前記第１通信機器は、前記第２通信機器と公衆通信回線を介してデータの送受信を行い、前記検出手段で検出したデータを受信し、前記解析装置に出力する。

また、好ましい態様として、前記管理対象プラントを複数備え、前記解析装置は、複数の前記管理対象プラントから供給された前記検出手段で検出したデータを比較解析して、前記熱交換器の状態を検出する。

また、好ましい態様として、前記解析装置に接続され、記録媒体に記録されたデータを読み取る読み取りデバイス、をさらに有し、前記管理対象プラントは、前記検出手段で検出したデータを前記記録媒体に書き込み可能な書き込みデバイスを備え、前記読み取りデバイスは、前記記録媒体を読み取り、前記記録媒体に、前記書き込みデバイスで書き込まれたデータを読み出し、前記解析装置に出力する。

また、好ましい態様として、前記解析装置は、前記熱交換器に前記塩化アンモニウムが堆積していると判定した場合、前記管理対象プラントに警告情報を出力する。

また、好ましい態様として、前記解析装置は、前記熱交換器に堆積した前記塩化アンモニウムが閾値以上であると判定した場合、前記管理対象プラントにメンテナンス情報を出力する。

また、好ましい態様として、前記熱交換器は、流通ガスを冷却する。

また、好ましい態様として、前記管理対象プラントは、流通ガスの流れ方向において前記熱交換器の上流側に配置され、前記流通ガスにアンモニアガスを混合させる脱硝装置を有する。

また、好ましい態様として、前記管理対象プラントは、発電プラントであり、前記流通ガスは、前記発電プラントで燃料を燃焼させた際に生じる排ガスである。

本発明によれば、熱交換器の状態を好適に検出し、管理することができる。

図１は、本実施例に係る運転管理システムの概略構成を示すブロック図である。 図２は、本実施例に係る運転管理システムの発電プラントの発電ユニットの概略図である。 図３は、発電ユニットの排ガス処理システムの熱交換器ユニットの概略構成を示す説明図である。 図４は、熱交換器の概略構成を示す斜視図である。 図５は、熱交換器の概略構成を示す説明図である。 図６は、熱交換器の概略構成を示す説明図である。 図７は、発電ユニットの検出手段の概略構成を示すブロック図である。 図８は、検出手段の一部の概略構成を示す説明図である。 図９は、圧力検出計の一例の概略構成を示す説明図である。 図１０は、流速検出計の一例の概略構成を示す説明図である。 図１１は、固体の塩化アンモニウムの挙動を説明するための説明図である。 図１２は、固体の塩化アンモニウムの挙動を説明するための説明図である。 図１３Ａは、固体の塩化アンモニウムの挙動を説明するための説明図である。 図１３Ｂは、固体の塩化アンモニウムの挙動を説明するための説明図である。 図１４は、温度と塩化水素ガス濃度とアンモニアガス濃度との関係の一例を示すグラフである。 図１５は、駆動条件と塩化アンモニアガスの挙動との関係を説明するためのグラフである。 図１６は、駆動条件と塩化アンモニアガスの挙動との関係を説明するためのグラフである。 図１７は、運転管理システムの制御動作の一例を示すフローチャートである。 図１８は、運転管理システムの制御動作の一例を示すフローチャートである。 図１９は、運転管理システムの他の例の概略構成を示すブロック図である。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

図１は、本実施例に係る運転管理システムの概略構成を示すブロック図である。運転管理システム１０は、複数の発電プラント１２と、１つの解析ユニット１４と、を有する。発電プラント１２は、基本的に同様の構成であるので、代表して１つの発電プラント１２の構成のみを示す。また、運転管理システム１０は、複数の発電プラント１２と、１つの解析ユニット１４とが、通信回線１６を介して通信を行う。ここで、通信回線１６は、データを通信する種々の回線を適用することができるが、インターネットネットワーク、電話通信網等の、公衆回線であることが好ましい。なお、通信回線１６は、専用回線としてもよい。

発電プラント１２は、発電ユニット２０と、制御装置２２と、通信装置２４とを有する。発電ユニット２０は、燃料を燃焼させて発生させた熱エネルギを電力に変換する発電ユニットである。発電ユニット２０は、少なくとも熱交換器２６と、検出手段２８と、を有する。熱交換器２６は、本実施形態では、発電ユニット２０で発生する排ガス（流通ガス）との間で熱交換を行い、排ガスに含まれる熱を回収し、排ガスを冷却する熱回収器である。検出手段２８は、発電ユニット２０の種々の機構に取り付けられた検出器を備え、検出器で発電ユニット２０の稼動状態を検出する。なお、発電ユニット２０の構成については後述する。

制御装置２２は、ＣＰＵ等の演算部、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部を有する演算機構であり、各種条件に基づいて、検出手段２８を制御し、検出手段２８で検出された結果を取得する。また、制御装置２２は、発電ユニット２０の各部も制御する。なお、発電プラント１２は、検出手段２８以外の発電ユニット２０の各部を制御する制御装置を、制御装置２２とは別に設けてもよい。

通信装置２４は、通信回線１６を介して他の通信装置と通信し、データの送受信を行う。通信装置２４は、無線通信で通信回線１６と通信を行っても、有線の通信で通信回線１６と通信を行ってもよい。通信装置２４は、制御装置２２と接続されており、制御装置２２から出力される検出手段２８で検出された結果を他の通信装置に出力する。

次に、解析ユニット１４は、通信装置３０と解析装置３２とを有する。通信装置３０は、通信回線１６を介して他の通信装置、つまり各発電プラント１２の通信装置２４と通信し、データの送受信を行う。通信装置３０は、通信装置２４から出力され、通信回線１６を介して送信された検出手段２８で検出された結果を受信する。通信装置３０は、解析装置３２と接続されており、受信した検出手段２８で検出された結果を解析装置３２に出力する。通信装置３０も、無線通信で通信回線１６と通信を行っても、有線の通信で通信回線１６と通信を行ってもよい。

解析装置３２は、ＣＰＵ等の演算部、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部を有する演算機構であり、通信装置３０を介して受信した検出手段２８で検出された結果を解析し、発電プラント１２の熱交換器２６の状態を検出する。具体的には、解析装置３２は、検出手段２８で検出された結果に基づいて、熱交換器２６を通過する排ガスに含まれる塩化アンモニウムの析出状態を検出する。解析装置３２の制御動作については、後述する。

次に、図２を用いて、発電ユニット２０について説明する。図２は、本実施例に係る運転管理システムの発電プラントの発電ユニットの概略図である。なお、図２では、検出手段２８の図示を省略する。検出手段２８については、別途説明する。

図２に示すように、発電ユニット２０は、燃料を燃焼させるボイラ１００と、ボイラ１００から排出される排ガスを処理する排ガス処理システム１０１とを有する。ボイラ１００は、燃料等を燃焼させて、加熱されたガスを生成する。ボイラ１００で加熱されたガスは、熱エネルギを電力に変換する機構で、熱が吸収される。熱が吸収されたガスは、排ガスとして排ガス処理システム１０１に排出される。

排ガス処理システム１０１は、ボイラ１００から排出される排ガスが煙突１１１から放出される過程で、当該排ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）、煤塵、および硫黄酸化物（ＳＯｘ）を除去する。排ガス処理システム１０１は、脱硝装置１０２と、エアヒータ１０３と、熱交換器（熱回収器）２６と、電気集塵機１０５と、通風機１０６と、脱硫装置１０７と、熱交換器（再加熱器）１０８と、循環ポンプ１０９と、循環配管１１０と、煙突１１１と、を有する。

ボイラ１００から排出された排ガスＧ₀は、触媒が充填された脱硝装置１０２に導入される。脱硝装置１０２において、還元剤として注入されるアンモニアガス（ＮＨ₃）により、排ガスＧ₀に含まれる窒素酸化物が水と窒素とに還元され無害化される。

脱硝装置１０２から排出された排ガスＧ₁は、エアヒータ（ＡＨ）１０３を経由し、一般に１３０℃〜１５０℃の温度に冷却される。

エアヒータ１０３を経た排ガスＧ₂は、熱回収器となるガスガスヒータの熱交換器２６に導入され、内部に挿入されたフィンチューブ１１５を流れる熱媒体（例えば温水など）と熱交換を行うことにより、熱回収される。熱回収器となる熱交換器２６を経た排ガスＧ₃の温度は、一般的に８５〜１１０℃となり例えば電気集塵機（ＥＰ）１０５での集塵能力が向上される。

熱交換器２６を経た排ガスＧ₃は、電気集塵機１０５に導入され煤塵が除去される。

電気集塵機１０５を経た排ガスＧ₄は、電動機により駆動される通風機１０６により昇圧される。なお、この通風機１０６は、設けない場合もあるしガスガスヒータ再加熱器の後流となる浄化ガスＧ₇が流れる位置に配置される場合もある。

通風機１０６により昇圧された排ガスＧ₅は、脱硫装置１０７に導入される。脱硫装置１０７では、例えば石灰石をスラリー状に溶かし込んだアルカリまたは弱アルカリ吸収液により、排ガスＧ₅中の硫黄酸化物が吸収除去される。脱硫装置１０７は、石灰石をスラリー状に溶かし込んだ吸収液を用いた場合、副生成物として石膏が生成される。そして、脱硫装置１０７を経た排ガスＧ₆の温度は、一般に約５０℃程に低下する。

脱硫装置１０７を経た排ガスＧ₆は、再加熱器となるガスガスヒータの熱交換器１０８に導入される。再加熱器となる熱交換器１０８は、上記熱回収器となる熱交換器２６との間で熱媒体８３を熱媒循環ポンプ１０９により一対の熱媒循環配管１１０を往来して循環する過程で、熱交換器２６により回収された回収熱により排ガスＧ₆を加熱する。ここで５０℃程度の脱硫装置１０７の出口排ガスＧ₆の温度は、熱交換器１０８で約８５〜１１０℃に再加熱され、煙突１１１から大気放出される。

図３は、発電ユニットの排ガス処理システムの熱交換器ユニットの概略構成を示す説明図である。図３に示すように、熱交換ユニットは、熱回収器となる熱交換器２６と再加熱器となる熱交換器１０８とを熱媒体８３が循環するための熱媒循環配管１１０を有する。熱媒体８３は、熱媒循環配管１１０を介して熱交換器２６と熱交換器１０８との間を循環している。熱交換器２６と熱交換器１０８との各々の内部に設けられる熱媒循環配管１１０の表面には、複数のフィンがフィンチューブ１１５に設けられている。熱媒循環配管１１０には熱交換部８６が設けられ、熱媒体８３が循環する際に放熱で奪われた降温相当のエネルギをスチーム８７で加熱することで補い、熱媒体８３の媒体温度を維持調整することができる。

熱媒体８３は、熱媒体タンク８８から熱媒循環配管１１０に供給される。熱媒体８３は、循環ポンプ１０９により熱媒循環配管１１０内を循環させる。また、脱硫装置１０７からの浄化ガスＧ₆のガス温度に応じて調節弁Ｖ₁によりスチーム８７の供給量を調整し、熱回収器２６から排出される排ガスＧ₃のガス温度に応じて調節弁Ｖ₂により再加熱器１０８に送給される熱媒体８３を熱交換器２６に供給し、熱交換器１０８に送給される熱媒体８３の供給量を調整する。なお、再加熱器１０８から排出される浄化ガスＧ₇は煙突１１１に供給される。煙突１１１に供給されたガスは、浄化ガスＧ_８として外部に排出される。

以下、図４から図６を用いて、本実施例に係る熱交換器２６の構造について説明する。図４は、熱交換器の概略構成を示す斜視図である。図５および図６は、それぞれ熱交換器の概略構成を示す説明図である。なお、本実施例では、熱回収器となる熱交換器２６の構造について説明するが、再加熱器となる熱交換器１０８も同様の構成である。また、図４から図６において、排ガスＧは、排ガスの流れ方向を示す矢印である。また図４から図６中、Ｘ方向は排ガス流れ方向であり、Ｙ方向は伝熱管バンドルの挿入方向であり、Ｚ方向は伝熱管バンドルの積み上げ設置方向である。

熱交換器２６は、図４に示すように、上述したフィンチューブ１１５を束ねた集合体である伝熱管バンドルを収納する伝熱管バンドル収納ダクト１２０を有する。伝熱管バンドル収納ダクト１２０は、熱交換器２６の筐体となり、直方体形状の箱の１つの側面（面積が広い面）にダクト入口１２０ａと拡張部１２０ｂとが設けられている。ダクト入口１２０ａは、排ガスＧを伝熱管バンドル収納ダクト１２０の直方体形状の箱に流入させる入口である。また、ダクト入口１２０ａは、対面する直方体形状の箱の１つの側面よりも面積が小さい開口である。拡張部１２０ｂは、ダクト入口１２０ａと、直方体形状の箱との間を連結させる中空の部材である。拡張部１２０ｂは、ダクト入口１２０ａから直方体形状の箱に向かうにしたがって、開口径が大きくなる筒である。伝熱管バンドル収納ダクト１２０は、ダクト入口１２０ａから流入した排ガスＧが拡張部１２０ｂに沿って広がり、直方体形状の箱のダクト入口１２０ａに対向している面の全面に流入する。

また、伝熱管バンドル収納ダクト１２０は、直方体形状の箱のダクト入口１２０ａに対向している面に直交している面に複数の開口部１２６が形成されている。開口部１２６は、後述する伝熱管バンドルを伝熱管バンドル収納ダクト１２０に搬入する部分である。なお熱交換器２６は、駆動時は、開口部１２６が閉じられていることが好ましい。また、伝熱管バンドル収納ダクト１２０の開口部１２６が形成されている面には、架構ステージ１２５が設けられている。架構ステージ１２５は、必要に応じて人が往来するための通路である。

熱交換器２６は、図５及び図６に示すように、伝熱管バンドル収納ダクト１２０内に、フィンチューブ１１５を束ねた集合体である伝熱管バンドルを複数配置している。熱交換器２６は、図５に示すように、排ガスのガス流れ方向に熱回収用の複数の伝熱管バンドルが、排ガスの流れ方向に一定間隔で３箇所に配置されている。３箇所に配置されている伝熱管バンドルは、それぞれ排ガスの流入方向上流側、つまりダクト入口１２０ａ側から高温バンドル１２２Ａ、中温バンドル１２２Ｂ、低温バンドル１２２Ｃとなる。つまり、熱交換器２６は、排ガスＧから熱を回収し、冷却する機構であるため、排ガスＧの温度は、ダクト入口１２０ａ側で最も高く、伝熱管バンドルが配置されている領域を通過する毎に熱が回収され、温度が低下する。このため、熱交換器２６は、排ガスの流入方向上流側の伝熱管バンドルが最も温度が高い排ガスＧから熱を回収するため、高温バンドル１２２Ａとなる。また、熱交換器２６は、排ガスの流入方向上流側から離れるにしたがって排ガスＧの温度が低下するため、高温バンドル１２２Ａの下流にある伝熱管バンドルは、高温バンドル１２２Ａよりも温度が低い排ガスＧから熱を回収するため、中温バンドル１２２Ｂとなる。中温バンドル１２２Ｂの下流にある伝熱管バンドルは、中温バンドル１２２Ｂよりも温度が低い排ガスＧから熱を回収する、低温バンドル１２２Ｃである。

また、熱交換器２６は、図５の方向から見た場合、高温バンドル１２２Ａが１つに見えるが、図６に示すように、複数の高温バンドル１２２Ａ₁〜１２２Ａ₃がＺ方向に積層して配置されている。同様に、熱交換器２６は、３つの中温バンドル１２２Ｂ₁〜１２２Ｂ₃が、Ｚ方向に積層して配置され、３つの低温バンドル１２２Ｃ₁〜１２２Ｃ₃がＺ方向に積層して配置されている。熱交換器２６の伝熱管バンドルは、ＹＺ平面の形状がＹ方向を長辺とする長方形となり、Ｚ方向（厚み方向）が薄い、板状の形状である。伝熱管バンドルは、Ｚ方向に積層されることで、伝熱管バンドル収納ダクト１２０の直方体形状のＺＹ平面の全面を略塞ぐように配置される。また、伝熱管バンドルは、Ｘ方向の所定間隔離れた位置に他の伝熱管バンドルが配置される。熱交換器２６の伝熱管バンドルの配置位置、配置個数は、これに限定されず、種々の構成とすることができる。

また、本実施形態の熱交換器２６は、排ガスＧが水平方向に流れる水平流式の熱交換器としたが、排ガスＧが鉛直方向に流れる垂直流式の熱交換器の場合も同様である。

次に、図７から図１０を用いて、検出手段２８について説明する。図７は、発電ユニットの検出手段の概略構成を示すブロック図である。図８は、検出手段の一部の概略構成を示す説明図である。図９は、圧力検出計の一例の概略構成を示す説明図である。図１０は、流速検出計の一例の概略構成を示す説明図である。また、以下では、高温バンドル１２２Ａ、中温バンドル１２２Ｂ、低温バンドル１２２Ｃで同様の事項については、伝熱管バンドル１２２を用いて説明する。

ここからが本題
図７に示すように、検出手段２８は、発電ユニット２０の各種運転パラメータを検出する複数の検出部の集合体であり、アンモニアガス濃度検出部４０と、塩化水素ガス濃度検出部４２と、温度検出部４４と、圧力検出部４６と、流速検出部４８と、を有する。なお、検出手段２８は、基本的に熱交換器２６中および熱交換器２６の前後の領域における各種パラメータを検出する。各検出部は、検出結果を制御装置２２に送る。

アンモニアガス濃度検出部４０は、熱交換器２６を流通する排ガスＧに含まれるアンモニアガス（ＮＨ_３）ガスの濃度を検出する。つまり、アンモニアガス濃度検出部４０は、脱硝装置１０２で排ガスに供給されて、窒素酸化物との反応に寄与しないいわゆるリークアンモニアガスの濃度を計測する。アンモニアガス濃度検出部４０は、熱交換器２６を流通する排ガスＧに含まれるアンモニアガス（ＮＨ_３）の濃度を検出できればよく、熱交換器２６の流路、熱交換器２６とエアヒータ１０３とを接続する管路等に配置すればよい。

塩化水素ガス濃度検出部４２は、熱交換器２６を流通する排ガスＧに含まれる塩化水素（ＨＣｌ）ガスの濃度を検出する。塩化水素ガス濃度検出部４２は、熱交換器２６を流通する排ガスＧに含まれる塩化水素（ＨＣｌ）の濃度を検出できればよく、熱交換器２６の流路、熱交換器２６とエアヒータ１０３とを接続する管路等に配置すればよい。

温度検出部４４と圧力検出部４６と流速検出部４８とは、検出素子をそれぞれ複数備えており、熱交換器２６の伝熱管バンドル１２２を囲うケーシングに分散して配置されている。図８に示すように、温度検出部４４は、複数の温度検出素子１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃを備えている。圧力検出部４６は、複数の圧力検出素子１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃを備えている。流速検出部４８は、複数の流速検出素子１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃを備えている。複数の温度検出素子１３０ａと複数の圧力検出素子１３２ａと複数の流速検出素子１３４ａとは、熱交換器２６の高温バンドル１２２Ａが設置された領域に配置されている。また、１つの温度検出素子１３０ａと１つの圧力検出素子１３２ａと１つの流速検出素子１３４ａとは、１つのユニットとして近傍に配置されている。また、１つの温度検出素子１３０ａと１つの圧力検出素子１３２ａと１つの流速検出素子１３４ａとで構成されるユニットは、高温バンドル１２２Ａが設置された領域に分散して配置されている。

複数の温度検出素子１３０ｂと複数の圧力検出素子１３２ｂと複数の流速検出素子１３４ｂとは、熱交換器２６の中温バンドル１２２Ｂが設置された領域に配置されている。また、１つの温度検出素子１３０ｂと１つの圧力検出素子１３２ｂと１つの流速検出素子１３４ｂも１つのユニットとなって、近傍に配置され、当該ユニットは、分散して配置されている。複数の温度検出素子１３０ｃと複数の圧力検出素子１３２ｃと複数の流速検出素子１３４ｃとは、熱交換器２６の低温バンドル１２２Ｃが設置された領域に配置されている。また、１つの温度検出素子１３０ｃと１つの圧力検出素子１３２ｃと１つの流速検出素子１３４ｃも１つのユニットとなって、近傍に配置され、当該ユニットは、分散して配置されている。

温度検出部４４は、上述したように、高温バンドル１２２Ａ、中温バンドル１２２Ｂ、低温バンドル１２２Ｃのそれぞれの領域に複数の温度検出素子１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃが配置されている。ここで温度検出素子１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃとしては、種々の温度検出機構を用いることができ、例えば熱電対を用いることができる。温度検出素子１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃは、計測部が熱交換器２６の内部に挿入され、伝熱管バンドル１２２が配置されている領域の温度を検出する。温度検出部４４は、温度検出素子１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃで各位置の温度を検出し、検出結果を制御装置２２に送る。このように温度検出部４４で各位置の温度を検出することで、熱交換器２６の温度分布を検出することができる。

圧力検出部４６は、上述したように、高温バンドル１２２Ａ、中温バンドル１２２Ｂ、低温バンドル１２２Ｃのそれぞれの領域に複数の圧力検出素子１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃが配置されている。ここで、圧力検出素子１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃとしては、例えば、図９に示す圧力検出素子１３２を用いることができる。図９に示す伝熱管バンドル１２２は、フィンチューブ１１５がフレーム１４０によって支持されている。また、伝熱管バンドル１２２のフレーム１４０の外側には、伝熱管バンドル１２２が配置されている領域を覆うケーシング１４２が配置されている。圧力検出素子１３２は、ケーシング１４２を貫通し、ケーシング１４２とフレーム１４０との間に計測点が露出している。圧力検出素子１３２は、ケーシング１４２とフレーム１４０とを流れる排ガスＧの圧力を検出する。圧力検出部４６は、圧力検出素子１３２ａ、１３２ｂ、１３２ｃで各位置の圧力を検出し、検出結果を制御装置２２に送る。このように圧力検出部４６で各位置の圧力を検出することで、熱交換器２６の圧力分布を検出することができる。

流速検出部４８は、上述したように、高温バンドル１２２Ａ、中温バンドル１２２Ｂ、低温バンドル１２２Ｃのそれぞれの領域に複数の流速検出素子１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃが配置されている。ここで、流速検出素子１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃとしては、例えば、図１０に示す流速検出素子１３４を用いることができる。図１０に示す伝熱管バンドル１２２は、図９と同様に、フィンチューブ１１５がフレーム１４０によって指示されている。また、伝熱管バンドル１２２のフレーム１４０の外側には、伝熱管バンドル１２２が配置されている領域を覆うケーシング１４２が配置されている。流速検出素子１３４は、ケーシング１４２を貫通し、ケーシング１４２とフレーム１４０との間に計測点が露出している。ここで、流速検出素子１３４としてピトー管を用いることができる。ピトー管としては、例えばウェスタン型のピトー管がある。流速検出素子１３４は、ケーシング１４２とフレーム１４０とを流れる排ガスＧの流速を検出する。流速検出部４８は、流速検出素子１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃで各位置の流速を検出し、検出結果を制御装置２２に送る。このように流速検出部４８で各位置の流速を検出することで、熱交換器２６の流速分布を検出することができる。運転管理システム１０は、以上のような構成である。

運転管理システム１０は、通信回線１６を利用して、検出手段２８の検出結果を解析装置３２が取得する。解析装置３２は、検出手段２８の検出結果から熱交換器２６内の塩化アンモニウムの生成に関わるパラメータの状態を検出し、塩化アンモニウムが生成する領域に入っているか否かの状態を解析する。また、と解析装置３２は、各場所の圧力やケーシングとフレーム間の流速を検出することで、熱交換器２６の閉塞状態を検出する。

図１１から図１６を用いて、熱交換器２６内の塩化アンモニウムの生成挙動について説明する。まず、図１１から図１３Ｂは、それぞれ固体の塩化アンモニウムの生成挙動を説明するための説明図である。

図１１の左図は、煤塵粒子１６０と、固化した塩化アンモニウム、つまり排ガス中から固相析出された塩化アンモニウムの粒子である塩化アンモニウム粒子１６２とが排ガスＧ中に浮遊している状態である。ここで、煤塵粒子１６０は、平均粒径が約１μｍより大きい粒子である。なお、煤塵粒子１６０は、平均粒径が約３μｍより大きい粒子とすることもできる。塩化アンモニウム粒子１６２は、平均粒径０．５μｍ以下のヒューム状の微細な粒子である。塩化アンモニウム粒子１６２は、排ガス中で固化すると、図１１の右図に示すように、塩化アンモニウム粒子１６２の周囲にある煤塵粒子１６０に吸着する。このため、排ガスＧ中に塩化アンモニウム粒子１６２が生成されると、煤塵粒子１６０は、周囲に塩化アンモニウム粒子１６２が付着状態となる。

周囲に塩化アンモニウム粒子１６２が付着した煤塵粒子１６０は、図１２左図に示すように、周囲にあるケーシングやフレームのような部材１６４に付着する。また、周囲に塩化アンモニウム粒子１６２が付着した煤塵粒子１６０が部材１６４に付着すると、当該塩化アンモニウム粒子１６２および煤塵粒子１６０の周囲に、さらに周囲に塩化アンモニウム粒子１６２が付着した煤塵粒子１６０が付着する。このように、周囲に塩化アンモニウム粒子１６２が付着した煤塵粒子１６０の部材１６４への付着が繰り返されると、図１２右図に示すように、ケーシング１４２とフレーム１４０との間が複数の周囲に塩化アンモニウム粒子１６２が付着した煤塵粒子１６０により狭くなる。

このように、塩化アンモニウム粒子１６２が付着した煤塵粒子１６０が熱交換器２６の各部に付着している状態、付着する量が変化すると、ケーシング１４２とフレーム１４０との間の距離が変化、即ち閉塞率が変化し、当該領域の圧力や、流速が変化する。

運転管理システム１０は、この関係を用いて、圧力検出部４６、流速検出部４８の検出結果から圧力分布の変化または流速分布の変化の少なくとも一方を検出することで、塩化アンモニウムが平衡反応によって固相析出しているか否か、つまり熱交換器２６内での塩化アンモニウムの固相析出状態を検出することができる。また、運転管理システム１０は、塩化アンモニウム粒子１６２が付着した煤塵粒子１６０が熱交換器２６の各部に付着している状態であるか、さらに付着している塩化アンモニウムの量を検出することができる。また、運転管理システム１０は、同様に、この関係を用いて、温度検出部４４の検出結果から温度分布の変化を検出することで、塩化アンモニウムが平衡反応によって固相析出しているか、つまり熱交換器２６内での塩化アンモニウムの固相析出状態を検出することができる。また、運転管理システム１０は、塩化アンモニウム粒子１６２が付着した煤塵粒子１６０が熱交換器２６の各部に付着している状態であるか、さらに付着している塩化アンモニウムの量を検出することができる。

ここで、図１３Ａ左図に示すように、排ガスＧ中にある塩化アンモニウム粒子１６２が少ないと、図１３Ａ右図に示すように、１つの煤塵粒子１６０に付着する塩化アンモニウム粒子１６２の数も少なくなる。周囲に塩化アンモニウム粒子１６２が付着した煤塵粒子１６０は、周囲に付着した塩化アンモニウム粒子１６２の数が少ないと粒子としての付着力が弱くなり、ケーシング１４２とフレーム１４０とに付着しにくくなる。

これに対して、図１３Ｂ左図に示すように、排ガスＧ中にある塩化アンモニウム粒子１６２が多いと、図１３Ｂ右図に示すように、１つの煤塵粒子１６０に付着する塩化アンモニウム粒子１６２の数が多くなる。周囲に塩化アンモニウム粒子１６２が付着した煤塵粒子１６０は、周囲に付着した塩化アンモニウム粒子１６２の数が多いと粒子としての付着力が強くなり、ケーシング１４２とフレーム１４０とに付着しやすくなる。したがって、運転管理システム１０は、固化している塩化アンモニウムの量を算出することで、塩化アンモニウム粒子１６２が付着した煤塵粒子１６０が熱交換器２６の各部に付着している状態、付着する量を算出することもできる。

次に、図１４は、温度と塩化水素ガス濃度とアンモニアガス濃度との関係の一例を示すグラフである。図１５および図１６は、それぞれあるプラントの運転条件下での塩化アンモニアガスの平衡反応の関係を説明するためのグラフである。図１４は、アンモニアガス濃度をサンプルＡからＨにそれぞれ変化させた場合について、塩化アンモニウムが固相として固相析出する境界条件を示したもので、具体的には塩化水素ガス濃度と、アンモニアガス濃度と、ガス温度との平衡反応の関係を実験と理論検討により取得したものである。なお、塩化アンモニウムが固相析出しない領域の条件では、フリーのアンモニアガスと塩化水素ガスとして存在している。ここで、塩化アンモニウムは、固相析出後に周囲雰囲気温度が上昇しても基本的に塩化アンモニウムの昇華点３３５℃の近傍まで加熱されない限り昇華しない。ただし一部の超微細粒子の塩化アンモニウムは、昇華点３３５℃の近傍まで加熱されなくても昇華する場合がある。図１４の領域１８０は、熱交換器２６の排ガスの出口で検出された温度、つまり熱交換器２６の排ガスの温度の運転の範囲の一例である。線分１８２は、熱交換器２６の排ガスの出口で検出された温度、つまり熱交換器２６の排ガスの最も低い部位の検出温度の平均値である。

運転管理システム１０は、図１４に示す関係に基づいて、温度と塩化水素ガス濃度とアンモニアガス濃度との関係に基づいて、塩化アンモニウムが固相析出状態であるか気体状態であるかを判定することができる。例えば、運転管理システム１０は、図１５に示すように、ガス温度と塩化水素ガス濃度との関係が点１９０にプロットされ、かつ、線分１９１に示すアンモニアガス濃度で運転された場合、当該条件では塩化アンモニウムが固相析出すると判定することができる。また、図１６に示すように、アンモニアガス濃度が線分１９２に示す濃度で運転された場合、当該条件では塩化水素ガスとアンモニアガスがそれぞれ気体の状態で存在すると判定することができる。

運転管理システム１０は、図１５、図１６に示すように、予め実験等で実際に測定した図１４の平衡データと、判定時の発電プラント１２の運転状態とに基づいて、塩化アンモニウムの析出状態を判定することで、運転状態から塩化アンモニウムの析出状態を高い精度で予測することが可能となる。つまり、運転管理システム１０は、実験等で実際に測定した図１４の平衡データを用いているため、理論値のみから算出する場合よりも判定の制度を高くすることができる。

これにより、運転管理システム１０は、アンモニアガス濃度検出部４０、塩化水素ガス濃度検出部４２および温度検出部４４の検出結果（排ガスに含まれる塩化アンモニウム生成に関わる運転パラメータの状態）に基づいて解析を行うことで、熱交換器２６内での塩化アンモニウムの析出状態を検出することができる。排ガスに含まれる塩化アンモニウム生成に関わる運転パラメータとは、塩化アンモニウムが固相析出するための条件に関連するパラメータと、塩化アンモニウムが固相析出し、堆積することで変化するパラメータと、を含む。また、運転管理システム１０は、熱交換器２６内での塩化アンモニウムの固相析出状態の検出結果を累積することで、塩化アンモニウム粒子１６２が付着した煤塵粒子１６０が熱交換器２６の各部に付着している状態であるかを検出でき、さらに塩化アンモニウム粒子１６２が付着した煤塵粒子１６０が熱交換器２６の各部に付着している量を検出することができる。

以下、図１７を用いて、運転管理システム１０の解析装置３２の処理について説明する。ここで、図１７は、運転管理システムの制御動作の一例を示すフローチャートである。なお、運転管理システム１０は、発電プラント１２が駆動している間、図１７に示す処理を繰り返し実行する。例えば、運転管理システム１０は、一定時間ごとに図１７に示す処理を実行したり、計測情報を取得するごとに図１７に示す処理を実行したりする。

解析装置３２は、ステップＳ１２として計測情報を取得する。つまり、解析装置３２は、通信を介して、検出手段２８で検出した結果を取得する。

解析装置３２は、ステップＳ１２で計測情報を取得したら、ステップＳ１４として塩化アンモニウムの析出状態を検出し、ステップＳ１６として塩化アンモニウムが固相析出しているかを判定する。解析装置３２は、ステップＳ１６で塩化アンモニウムが固相析出している（Ｙｅｓ）と判定した場合、ステップＳ１８としてメンテナンス情報を出力し、本処理を終了する。解析装置３２は、ステップＳ１６で塩化アンモニウムが固相析出していない（Ｎｏ）と判定した場合、本処理を終了する。

解析装置３２は、計測情報（塩化アンモニウムの生成に関わる運転パラメータの状態）を取得する毎に図１７に示す処理を実行することで、塩化アンモニウムが固相析出する状態であるか否かを迅速に検出することができる。また固体の塩化アンモニウムが固相析出される状態であることを検出したら、メンテナンス情報を出力することで、熱交換器２６の状態を適切に把握することができる。

ここで、解析装置３２は、検出手段２８の各種検出部を用いて、図１７の処理を実行することができる。解析装置３２は、アンモニアガス濃度検出部４０と、塩化水素ガス濃度検出部４２と、温度検出部４４と、の検出結果、つまり塩化アンモニウムの生成に関わる運転パラメータの状態を用いて、塩化アンモニウムの固相析出状態を検出する場合、上述した図１４の関係に基づいて、つまり平衡反応条件に基づいて、判定を行うことで、塩化アンモニウムが固相析出する状態であるか否かを判定することができる。

解析装置３２は、圧力検出部４６の検出結果を用いる場合、検出している圧力分布に閾値以上の変化が生じた場合、熱交換器２６に付着している塩化アンモニウムの析出量が増加したと判定し、固体の塩化アンモニウムが発生する状態であると判定することができる。

解析装置３２は、流速検出部４８の検出結果を用いる場合、検出している流速分布に閾値以上の変化が生じた場合、例えば、一部の計測点の流速が他の計測点に比べて増加している場合、熱交換器２６に付着している塩化アンモニウムの量が増加したと判定し、固体の塩化アンモニウムが発生する状態であると判定することができる。

解析装置３２は、温度検出部４４の検出結果を用いる場合、検出している温度分布に閾値以上の変化が生じた場合、例えば、一部の温度が上昇した場合、低下した場合、熱交換器２６に付着している塩化アンモニウムの量が増加したと判定し、固体の塩化アンモニウムが発生する状態であると判定することができる。

運転管理システム１０は、以上のように、熱交換器２６の状態、つまり、固体の塩化アンモニウムが発生する状態であるかまたは固体の塩化アンモニウムが付着して閉塞が発生しているかを検出し、検出結果をメンテナンス情報をとして出力することで、熱交換器の性能劣化や、故障の発生を抑制することができる。具体的には、運転管理システム１０は、熱交換器内部で気柱共鳴を起し振動を発生させたり、熱交換器の圧損を上昇させたり、塩化アンモニウムが熱交換器２６に付着し、付着している部分の金属が腐食したり、することを抑制することができる。また、運転管理システム１０は、これらの状態になるか否かを適切に予測することができる。これにより、運転管理システム１０は、熱交換器２６状態が発電プラント１２の運転に影響を与え、発電負荷制限が生じたり、発電プラント１２が予期せずに停止したりすることを抑制することができる。これにより、発電プラント１２で電力損失が発生することを抑制することができる。

運転管理システム１０は、熱交換器２６の出口温度は、排ガスＧの温度が低下しているため、図１４から図１６に示す固体領域と気体領域との境界近傍の温度範囲（例えば、９０℃から９５℃）となる。ここで、運転管理システム１０は、一般的な石炭焚きプラントでの塩化水素ガス濃度程度であれば、平常時に熱交換器２６に到達するアンモニアガス（リークアンモニアガス）の濃度が低いため（１から２ｐｐｍ）、塩化アンモニウムの固相析出を抑制することができる。しかしながら、発電プラント１２は、脱硝装置の触媒の老朽化した場合、脱硝性能を維持する為にアンモニアガス濃度を高くする場合がある。この場合、脱抄装置で供給するアンモニアガスが増加すると、熱交換器２６に到達するアンモニアガス（リークアンモニアガス）の濃度も増加（例えば５ｐｐｍ以上）して、排ガス中の、平衡反応で塩化アンモニウムが固相析出する条件となる場合がある。運転管理システム１０は、このように、運転状態によって塩化アンモニウムが発生してしまう場合も適切に検出することができるため、熱交換器２６の状態を適切に監視することができる。

また、メンテナンス情報として、固体の塩化アンモニウムの固相析出状態、圧力分布の情報および流速分布の情報等から算出した塩化アンモニウムの析出状態を示す情報や、塩化アンモニウムの体積状態を示す情報を出力することで、熱交換器の状態を適切に把握することができる。また、定期的なメンテナンスの際に、当該メンテナンス情報を参考にすることで、故障が発生しやすい位置や、故障が発生しやすいモードを重点的に確認することができる。また、実際に故障が発生する前に部品の交換等も行うことができる。また、実際に故障が発生した場合でも、故障発生の原因を容易に解明することができる。なお、本実施形態では、メンテナンス情報という名称を用いたが、出力する情報は、メンテナンスに関する情報に限定されず、熱交換器２６の塩化アンモニウムの析出状態を把握することができる各種情報を運転情報として用いることができる。つまり、運転管理システム１０は、メンテナンス情報として、塩化アンモニウムの析出状態を示す情報や、塩化アンモニウムの体積状態を示す情報である固体の塩化アンモニウムの固相析出状態、圧力分布の情報および流速分布の情報の情報をそのまま出力してもよい。また、メンテナンス情報として、熱交換器で塩化アンモニウムの堆積が発生するまたは発生している可能性があることや、性能の低下が発生するまたは発生している可能性があることを示す警告情報を出力してもよい。

次に、図１８を用いて、運転管理システム１０の解析装置３２の処理の他の例について説明する。ここで、図１８は、運転管理システムの制御動作の一例を示すフローチャートである。なお、図１８の処理の一部は、図１７の処理と同様である。また、運転管理システム１０は、図１７の処理と同様に、発電プラント１２が駆動している間、図１８に示す処理を繰り返し実行する。解析装置３２は、ステップＳ１２として計測情報を取得する。つまり、解析装置３２は、通信を介して、検出手段２８で検出した結果を取得する。

解析装置３２は、ステップＳ１２で計測情報を取得したら、ステップＳ１４として塩化アンモニウムの析出状態を検出し、ステップＳ１６として塩化アンモニウムが固相析出しているかを判定する。解析装置３２は、ステップＳ１６で塩化アンモニウムが固相析出していない（Ｎｏ）と判定した場合、本処理を終了する。

解析装置３２は、ステップＳ１６で塩化アンモニウムが固相析出している（Ｙｅｓ）と判定した場合、ステップＳ２０として塩化アンモニウムによる閉塞状態を検出する。つまり、塩化アンモニウムが熱交換器に堆積することで生じる流路の閉塞の状態を検出する。解析装置３２は、ステップＳ２０で閉塞状態を検出したら、ステップＳ２２として閉塞が閾値以上であるかを判定する。つまり、流路が閾値以上閉塞した状態であるかを判定する。解析装置３２は、ステップＳ２２で閉塞が閾値以上ではない、つまり閾値未満である（Ｎｏ）と判定した場合、本処理を終了する。解析装置３２は、ステップＳ２２で閉塞が閾値以上である（Ｙｅｓ）と判定した場合、ステップＳ１８としてメンテナンス情報を出力し、本処理を終了する。

解析装置３２は、計測情報を取得する毎に図１８に示す処理を実行することで、固体の塩化アンモニウムによる閉塞が発生しているか、つまり、固体の塩化アンモニウムの堆積量が一定以上であるかを迅速に検出することができる。また、固体の塩化アンモニウムにより生じる閉塞が閾値以上であることを検出したら、メンテナンス情報を出力することで、適切に熱交換器２６のメンテナンスを実行することができる。

ここで、解析装置３２は、検出手段２８の各種検出部を用いて、図１８の処理を実行することができる。なお、図１８のステップＳ１４、Ｓ１６の処理は上記と同様である。以下、ステップＳ２０とステップＳ２２の判定方法の一例を示す。

解析装置３２は、アンモニアガス濃度検出部４０と、塩化水素ガス濃度検出部４２と、温度検出部４４と、の検出結果を用いて、閉塞状態を検出する場合、上述した図１４の関係に基づいて、つまり平衡反応条件に基づいて、判定を行い、固体の塩化アンモニウムの発生量を積算することで、塩化アンモニウムの堆積量を検出することができ、閉塞状態を検出することができる。また、解析装置３２は、図１３Ａおよび図１３Ｂの関係に基づいて、固体の塩化アンモニウムの発生量に基づいて塩化アンモニウムの付着しやすさを判定し、発生量と付着しやすさに基づいて堆積量を算出してもよい。

解析装置３２は、圧力検出部４６の検出結果を用いる場合、検出している圧力分布に閾値以上の変化が生じ、所定値以上の圧力差が生じた場合、閾値以上の閉塞が起きていると判定することができる。

解析装置３２は、流速検出部４８の検出結果を用いる場合、検出している流速分布に閾値以上の変化が生じ、所定値以上の流速変化が生じた場合、閾値以上の閉塞が起きていると判定することができる。

解析装置３２は、温度検出部４４の検出結果を用いる場合、検出している温度分布に閾値以上の変化が生じ、所定値以上の温度差が生じた場合、閾値以上の閉塞が起きていると判定することができる。なお、この場合、解析装置３２は、同一の温度域のバンドル内の温度で比較することが好ましい。

また、メンテナンス情報として、閉塞状態の検出値や、伝熱管バンドルの交換の要否、堆積量の予測値を積算して算出した予測交換時期の情報を出力することで、熱交換器の状態を適切に把握することができる。また、必要なメンテナンスを的確に把握することができる。また、定期的なメンテナンスの際に、当該メンテナンス情報を参考にすることで、故障が発生しやすい位置や、故障が発生しやすいモードを重点的に確認することができる。また、実際に故障が発生する前に部品の交換等も行うことができる。また、実際に故障が発生した場合でも、故障発生の原因を容易に解明することができる。さらに、解析装置３２は、塩化アンモニウムによる閉塞状態を把握できることで、熱交換器内を流れる排ガスの影響で気柱共鳴が生じることを抑制でき、故障を発生しにくくすることができる。

運転管理システム１０は、実際に故障が発生する前に部品の交換等も行うことができることで、不測の事態でプラントが停止することを予防することができる。

また、取得したデータに基づいて、交換時期を判定することで、部品を適正な時期に交換することができる。つまり、状態を正確に把握できることで、メンテナンス間隔に基づいて、次のメンテナンスまで使用できる部品をそのままとし、交換が必要な部品だけを交換することができる。これにより、効率よく部品を交換することができる。

運転管理システム１０は、故障発生の原因を容易に解明することができることで、原因調査、対策協議、対策工事を実施するまでにかかる期間であった、数週間から数ヶ月を短縮することができる。また、運転管理システム１０は、故障発生の原因を容易に解明することができることで、管理者が対策工事に必要な機材を準備した後に発電プラント１２で修理を行うことができる。

また、運転管理システム１０は、一台の解析装置３２で複数の発電プラント１２の情報を取得し、解析することで、比較解析を行うことができ、より精度の高い検出結果（状態の推定結果）を算出することができる。なお一台の解析装置３２とは１台の演算装置という意味ではなく、情報を共有した状態で１つのシステムで処理を行っているという意味である。したがって、一台の解析装置３２は、複数の演算装置で構成されていてもよく、また、情報を共有できていれば、複数の演算装置が物理的に離れた位置に配置されていてもよい。

ここで、陸揚され、発電プラント１２で使用される発電燃焼用の石炭は、定期的に工業分析に掛けられ、その組成分析が定期的に行われる。運転管理システム１０は、発電燃焼用の石炭の分析結果をデータベースに蓄積し、当該データベースの情報に基づいて制御装置２２または解析装置３２でボイラ燃焼計算を行ない、炭種毎に排ガス中のＨＣｌ濃度の演算を行なうことで、塩化水素ガスの濃度を推定し、これを検出値の代わりに用いることもできる。

また、運転管理システム１０は、通信回線１６を用いて、随時計測結果を取得し、取得した結果に基づいて判定を行うことで、熱交換器２６の状態の変化を迅速に検出することができる。これにより、熱交換器２６を管理する精度をより高くすることができ、状態の判定結果の信頼性も高くすることができる。例えば、リアルタイムで取得した多量のデータの蓄積に基づいて、バラつき、偏差等も加味した解析をより高精度に実行することができる。

ここで、上記実施形態の運転管理システム１０は、通信回線１６を用いて、検出部で取得したデータの授受を行ったがこれに限定されない。ここで、図１９は、運転管理システムの他の例の概略構成を示すブロック図である。運転管理システム２００は、運転管理システム１０と同様に、複数の発電プラント２１２と、１つの解析ユニット２１４と、を有する。ここで、運転管理システム２００は、複数の発電プラント２１２と、１つの解析ユニット２１４とが、記録媒体２４０を介してデータの授受を行う。なお、図１９では記録媒体２４０を１つのみ示しているが複数でもよい。また記録媒体２４０としては、磁気ディスクや光学ディスク、フラッシュメモリやＨＤＤ（Hard disk drive）等、持ち運び可能な種々の機器、媒体を用いることができる。

発電プラント２１２は、発電ユニット２０と、制御装置２２と、書き込みデバイス２２４とを有する。発電ユニット２０と、制御装置２２と、は、発電プラント１２の各部と同様の構成である。

書き込みデバイス２２４は、記録媒体２４０を介して他の機器と、データの授受を行う。書き込みデバイス２２４は、制御装置２２と接続されており、制御装置２２から出力される検出手段２８で検出された結果を記録媒体２４０に記録する。なお、書き込みデバイス２２４は、読み取り機能を備えていてもよい。

次に、解析ユニット２１４は、読み取りデバイス２３０と解析装置３２とを有する。解析装置３２は、解析ユニット１４の解析装置３２と同様である。読み取りデバイス２３０は、記録媒体２４０を介して、データの授受を行う。読み取りデバイス２３０は、書き込みデバイス２２４で記録媒体２４０に書き込まれたデータを読み取ることで、検出手段２８で検出された結果を取得する。読み取りデバイス２３０は、解析装置３２と接続されており、取得した検出手段２８で検出された結果を解析装置３２に出力する。なお、読み取りデバイス２３０は、書き込み機能を備えていてもよい。

運転管理システム２００の解析装置３２は、記録媒体２４０を介して取得した検出手段２８で検出された結果を用いて、運転管理システム１０と同様の処理を行う。これにより、運転管理システム２００は、運転管理システム１０と同様に熱交換器２６の状態を適切に検出することができ、上記と同様の効果をえることができる。

運転管理システム２００は、記録媒体２４０を介して発電プラント２１２の制御装置２２で蓄積されたデータを取得することで、連続的な運転データを取得することができる。また、運転管理システム２００は、通信回線を用いないで実現できるため、公衆通信回線を用いる場合よりも安全性を高くすることができ、また通信回線を用いるよりもシステム構成を簡単にすることができる。

運転管理システムは、メンテナンス情報を出力せずに解析結果を蓄積するのみでもよい。運転管理システムは、メンテナンス情報に代えて、故障が発生する恐れがあるので、運転を停止する旨の情報を出力する、また、部品の即時交換が必要であることを示す警告情報を出力してもよい。

本実施形態の運転管理システムは、いずれも管理対象プラントを発電プラントとした場合で説明を行うが、これに限定されず、熱交換器を備えた発電プラントであればよい。なお、管理対象プラントは、本実施形態のように、熱交換器の上流に排ガス（流通ガス）にアンモニアガスを混合させ、排ガスから窒素酸化物を除去する脱硝装置を備えているシステムに適用することが好ましい。このように、脱硝装置を備えている構成の管理対象プラントは、塩化アンモニウムがより発生しやすいため、本実施例の運転管理システムで塩化アンモニウムの析出状態、堆積状態を監視することで、熱交換器の状態を適切に監視し、管理することができる。

また、運転管理システムは、解析装置３２を１つのプラントに対して設け、解析装置３２を制御装置２２と直接連結する構成としてもよい。この場合、運転管理システムは、安価かつ安全な回線でデータの授受を行うことができる。

１０ 運転管理システム
１２ 発電プラント
１４ 解析ユニット
１６ 通信回線
２０ 発電ユニット
２４、３０ 通信装置
２６ 熱交換器
２８ 検出手段
３２ 解析装置
４０ アンモニアガス濃度検出部
４２ 塩化水素ガス濃度検出部
４４ 温度検出部
４６ 圧力検出部
４８ 流速検出部
１２０ 伝熱管バンドル収納ダクト
１２２ 伝熱管バンドル
１２５ 架構ステージ
１２６ 開口部
１３０ 温度検出素子
１３２ 圧力検出素子
１３４ 流速検出素子
１４０ バンドルフレーム（フレーム）
１４２ ケーシング
１６０ 煤塵粒子
１６２ 塩化アンモニウム粒子

Claims (16)

1. 熱交換器と、前記熱交換器を流通するガスに含まれる塩化アンモニウムの生成に関わる運転パラメータの状態を検出する検出手段と、を備える管理対象プラントと、
   前記検出手段で検出したデータを解析し、前記熱交換器の状態を検出する解析装置と、を有することを特徴とする運転管理システム。
2. 前記解析装置は、前記検出手段で検出したデータを解析し、前記熱交換器の前記流通ガスの流路で固体の塩化アンモニウムが発生しているかを検出することを特徴とする請求項１に記載の運転管理システム。
3. 前記解析装置は、前記検出手段で検出したデータを解析し、前記熱交換器の前記流通ガスの流路の塩化アンモニウムの堆積状態を検出することを特徴とする請求項１または２に記載の運転管理システム。
4. 前記検出手段は、前記熱交換器を流れるアンモニアガスの濃度を検出するアンモニアガス濃度検出部と、前記熱交換器の温度を検出する温度検出部と、前記熱交換器を流れる塩化水素ガス濃度を検出する塩化水素ガス濃度検出手段と、を備え、
   前記解析装置は、検出したアンモニアガス濃度と塩化水素ガス濃度と温度とが、固体の塩化アンモニウムを発生する条件を満足しているかを検出し、塩化アンモニウムの析出状態を検出することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の運転管理システム。
5. 前記温度検出部は、前記熱交換器を温度領域で複数に分けた場合、低温側の領域の温度を検出することを特徴とする請求項４に記載の運転管理システム。
6. 前記検出手段は、温度検出素子を複数備え、前記熱交換器を複数に分けた領域のそれぞれに前記温度検出素子が配置され、
   前記解析装置は、前記温度検出素子の検出結果から低温側の領域の温度を検出し、当該温度に基づいて、塩化アンモニウムの析出状態を検出することを特徴とする請求項４に記載の運転管理システム。
7. 前記検出手段は、前記熱交換器内の圧力を検出する圧力検出素子を複数備える圧力検出部を有し、
   前記解析装置は、前記圧力検出部の検出結果に基づいて、前記熱交換器内の圧力損失分布を検出し、前記圧力損失分布に基づいて、前記熱交換器内の塩化アンモニウムの堆積状態を検出する請求項１から６のいずれか一項に記載の運転管理システム。
8. 前記検出手段は、前記熱交換器内を流れる前記流通ガスの流速を検出する流速検出素子を複数備える流速検出部を有し、
   前記解析装置は、前記流速検出部の検出結果に基づいて、前記熱交換器内の流速分布を検出し、前記流速分布に基づいて、前記熱交換器内の塩化アンモニウムの堆積状態を検出する請求項１から７のいずれか一項に記載の運転管理システム。
9. 前記解析装置に接続された第１通信機器、をさらに有し、
   前記管理対象プラントは、前記検出手段で検出したデータを出力可能な第２通信機器を備え、
   前記第１通信機器は、前記第２通信機器と公衆通信回線を介してデータの送受信を行い、前記検出手段で検出したデータを受信し、前記解析装置に出力することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の運転管理システム。
10. 前記管理対象プラントを複数備え、
    前記解析装置は、複数の前記管理対象プラントから供給された前記検出手段で検出したデータを比較解析して、前記熱交換器の状態を検出することを特徴とする請求項９に記載の運転管理システム。
11. 前記解析装置に接続され、記録媒体に記録されたデータを読み取る読み取りデバイス、をさらに有し、
    前記管理対象プラントは、前記検出手段で検出したデータを前記記録媒体に書き込み可能な書き込みデバイスを備え、
    前記読み取りデバイスは、前記記録媒体を読み取り、前記記録媒体に、前記書き込みデバイスで書き込まれたデータを読み出し、前記解析装置に出力することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の運転管理システム。
12. 前記解析装置は、前記熱交換器に前記塩化アンモニウムが堆積していると判定した場合、前記管理対象プラントに警告情報を出力することを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の運転管理システム。
13. 前記解析装置は、前記熱交換器に堆積した前記塩化アンモニウムが閾値以上であると判定した場合、前記管理対象プラントにメンテナンス情報を出力することを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の運転管理システム。
14. 前記熱交換器は、流通ガスを冷却することを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の運転管理システム。
15. 前記管理対象プラントは、流通ガスの流れ方向において前記熱交換器の上流側に配置され、前記流通ガスにアンモニアガスを混合させる脱硝装置を有することを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の運転管理システム。
16. 前記管理対象プラントは、発電プラントであり、
    前記流通ガスは、前記発電プラントで燃料を燃焼させた際に生じる排ガスであることを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の運転管理システム。

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