JP2022112859A - Operational state improvement system, power generation plant, operational state improvement method and operational state improvement program - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、運転状態改善システム及び発電プラント、並びに運転状態改善方法、並びに運転状態改善プログラムに関するものである。 The present disclosure relates to an operating state improvement system, a power plant, an operating state improving method, and an operating state improving program.
発電用ボイラなどの大型のボイラは、中空形状をなして鉛直方向に設置される火炉を有し、この火炉壁に複数のバーナが火炉の周方向に沿って配設されている。また、大型のボイラは、火炉の鉛直方向上方に煙道が連結されており、この煙道に蒸気を生成するための熱交換器が配置されている。そして、バーナが火炉内に燃料と空気(酸化性ガス)との混合気を噴射することで火炎が形成され、燃焼ガスが生成されて煙道に流れる。燃焼ガスが流れる領域に熱交換器が設置され、熱交換器を構成する伝熱管内を流れる水や蒸気を加熱して過熱蒸気が生成される。 2. Description of the Related Art A large-sized boiler such as a boiler for power generation has a hollow, vertically installed furnace, and a plurality of burners are arranged along the circumferential direction of the furnace wall. A large-sized boiler has a flue connected vertically above the furnace, and a heat exchanger for generating steam is arranged in the flue. Then, the burner injects a mixture of fuel and air (oxidizing gas) into the furnace to form a flame and generate combustion gas that flows into the flue. A heat exchanger is installed in a region where the combustion gas flows, and superheated steam is generated by heating water or steam flowing inside the heat transfer tubes constituting the heat exchanger.
ボイラの運転を最適化するために、特許文献1には、AIを用いる方法が開示されている。
In order to optimize boiler operation,
通常、ボイラ制御における運転パラメータは、試運転において標準的な燃料(設計燃料)の種類を用いて調整されており、その調整結果に基づいた運転パラメータの値が設定されている。このため、使用する燃料の性状や累積運転時間などの影響によって変化する運転状態に合わせて、より効果的にボイラの運転パラメータの最適化を行うことが望まれている。 Normally, the operating parameters in boiler control are adjusted using a standard fuel (design fuel) type in trial operation, and the values of the operating parameters are set based on the adjustment results. Therefore, it is desired to more effectively optimize the boiler operating parameters in accordance with the operating conditions that change depending on the properties of the fuel used and the cumulative operating time.
特許文献1のようにAIを用いた場合、入力条件(使用燃料や運転パラメータ等)を変化させた場合のボイラの運転状態を予測・再現するためのモデルが必要となるため、導入には時間やコスト等を要する課題がある。
When AI is used as in
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、効果的にボイラの運転状態を改善することのできる運転状態改善システム及び発電プラント、並びに運転状態改善方法、並びに運転状態改善プログラムを提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of such circumstances, and an operating state improvement system and power plant that can effectively improve the operating state of a boiler, an operating state improving method, and an operating state improving program intended to provide
本開示の第1態様は、所定の運転パラメータに対して設定可能範囲が予め設定されており、ボイラの運転状態に基づく所定の評価指数に基づいて、前記設定可能範囲内において前記運転パラメータを調整する調整部を備える運転状態改善システムである。 In a first aspect of the present disclosure, a settable range is set in advance for a predetermined operating parameter, and the operating parameter is adjusted within the settable range based on a predetermined evaluation index based on the operating state of the boiler. It is a driving condition improvement system provided with an adjustment unit that
本開示の第2態様は、所定の運転パラメータに対して設定可能範囲が予め設定されており、ボイラの運転状態に基づく所定の評価指数に基づいて、前記設定可能範囲内において前記運転パラメータを調整する工程を有する運転状態改善方法である。 In a second aspect of the present disclosure, a settable range is set in advance for a predetermined operating parameter, and the operating parameter is adjusted within the settable range based on a predetermined evaluation index based on the operating state of the boiler. It is an operating state improvement method having a step of
本開示の第3態様は、所定の運転パラメータに対して設定可能範囲が予め設定されており、ボイラの運転状態に基づく所定の評価指数に基づいて、前記設定可能範囲内において前記運転パラメータを調整する処理をコンピュータに実行させるための運転状態改善プログラムである。 A third aspect of the present disclosure is that a settable range is set in advance for a predetermined operating parameter, and the operating parameter is adjusted within the settable range based on a predetermined evaluation index based on the operating state of the boiler. It is an operating condition improvement program for causing a computer to execute the process to
本開示によれば、効果的にボイラの運転状態を改善することができるという効果を奏する。 According to the present disclosure, it is possible to effectively improve the operating state of the boiler.
〔第1実施形態〕
以下に、本開示に係る運転状態改善システム及び発電プラント、並びに運転状態改善方法、並びに運転状態改善プログラムの第1実施形態について、図面を参照して説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。以降の説明で、上や上方とは鉛直方向上側を示し、下や下方とは鉛直方向下側を示すものであり、鉛直方向は厳密ではなく誤差を含むものである。
[First Embodiment]
A first embodiment of an operating state improving system, a power plant, an operating state improving method, and an operating state improving program according to the present disclosure will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited by this embodiment, and when there are a plurality of embodiments, the present invention includes a combination of each embodiment. In the following description, "up" and "up" indicate the upper side in the vertical direction, and "down" and "lower side" indicate the lower side in the vertical direction.
図1は、本実施形態の石炭焚きボイラを表す概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing the coal-fired boiler of this embodiment.
本実施形態の石炭焚きボイラ10は、石炭(炭素含有固体燃料)を粉砕した微粉炭を微粉燃料として用い、この微粉燃料をバーナにより燃焼させ、この燃焼により発生した熱を給水や蒸気と熱交換して過熱蒸気を生成することが可能な石炭焚き(微粉炭焚き)ボイラである。
The coal-fired
本実施形態において、図1に示すように、石炭焚きボイラ10は、火炉11と燃焼装置12と燃焼ガス通路13を有している。火炉11は、四角筒の中空形状をなして鉛直方向に沿って設置されている。火炉11を構成する火炉壁101は、複数の伝熱管とこれらを接続するフィンとで構成され、微粉燃料の燃焼により発生した熱を伝熱管の内部を流通する水や蒸気と熱交換して、火炉壁の温度上昇を抑制している。
In this embodiment, a coal-fired
燃焼装置12は、火炉11を構成する火炉壁の下部側に設けられている。本実施形態では、燃焼装置12は、火炉壁に装着された複数のバーナ(例えば21、22、23、24、25)を有している。例えばバーナ21、22、23、24、25は、火炉11の周方向に沿って均等間隔で配設されたものが1セットとして、鉛直方向に沿って複数段(例えば、図1では5段)配置されている。但し、火炉の形状や一つの段におけるバーナの数、段数、配置などはこの実施形態に限定されるものではない。
The
バーナ21、22、23、24、25は、微粉炭供給管26、27、28、29、30を介して複数のミル(粉砕機)31、32、33、34、35に連結されている。このミル31、32、33、34、35は、例えば、ミルのハウジング内に粉砕テーブル(図示省略)が駆動回転可能に支持され、この粉砕テーブルの上方に複数の粉砕ローラ(図示省略)が粉砕テーブルの回転に連動回転可能に支持されて構成されている。石炭が、複数の粉砕ローラと粉砕テーブルとの間に投入されると、粉砕され、一次空気通風機(PAF:Primary
Air Fan)38Bから供給される搬送用ガス(一次空気、酸化性ガス)によりミルのハウジング内の分級機(図示省略)に搬送されて、所定の粒径範囲内に分級された微粉燃料を、微粉炭供給管26、27、28、29、30からバーナ21、22、23、24、25に供給することができる。
The
The pulverized fuel that is transported to the classifier (not shown) in the mill housing by the carrier gas (primary air, oxidizing gas) supplied from the
また、火炉11は、バーナ21、22、23、24、25の装着位置に風箱36が設けられており、この風箱36に空気ダクト(風道)37の一端部が連結されている。空気ダクト37は、他端部に押込通風機(FDF:Forced Draft Fan)38Aが設けられている。
Further, the
燃焼ガス通路13は、図1に示すように、火炉11の鉛直方向上部に連結されている。燃焼ガス通路13は、燃焼ガスの熱を回収するための熱交換器として、過熱器102、103、104、再熱器105、106、節炭器107が設けられており、火炉11で発生した燃焼ガスと各熱交換器の内部を流通する給水や蒸気との間で熱交換が行われる。
The
燃焼ガス通路13は、図1に示すように、その下流側に熱交換を行った燃焼ガスが排出される煙道14が連結されている。煙道14は、空気ダクト37との間にエアヒータ(空気予熱器)42が設けられ、空気ダクト37を流れる空気と、煙道14を流れる燃焼ガスとの間で熱交換を行い、バーナ21、22、23、24、25に供給する燃焼用空気を昇温することができる。
As shown in FIG. 1, the
また、煙道14は、エアヒータ42より上流側の位置に脱硝装置43が設けられている。脱硝装置43は、アンモニア、尿素水等の窒素酸化物を還元する作用を有する還元剤を煙道14内に供給し、還元剤が供給された燃焼ガス中の窒素酸化物と還元剤との反応を、脱硝装置43内に設置された脱硝触媒の触媒作用により促進させることで、燃焼ガス中の窒素酸化物を除去、低減するものである。
煙道14に連結されるガスダクト41は、エアヒータ42より下流側の位置に、電気集塵機などの集塵装置44、誘引通風機(IDF:Induced Draft Fan)45、脱硫装置46などが設けられ、下流端部に煙突50が設けられている。
Further, the
The
一方、複数のミル31、32、33、34、35が駆動すると、生成された微粉燃料が搬送用ガス(一次空気、酸化性ガス)と共に微粉炭供給管26、27、28、29、30を通してバーナ21、22、23、24、25に供給される。また、煙道14から排出された排ガスとエアヒータ42で熱交換することで、加熱された燃焼用空気(二次空気、酸化性ガス)が、空気ダクト37から風箱36を介してバーナ21、22、23、24、25に供給される。バーナ21、22、23、24、25は、微粉燃料と搬送用ガスとが混合した微粉燃料混合気を火炉11に吹き込むと共に燃焼用空気を火炉11に吹き込み、このときに微粉燃料混合気が着火することで火炎を形成することができる。火炉11内の下部で火炎が生じ、高温の燃焼ガスがこの火炉11内を上昇し、燃焼ガス通路13に排出される。なお、酸化性ガスとして、本実施形態では空気を用いる。空気よりも酸素割合が多いものや逆に少ないものであってもよく、燃料流量との適正化を図ることで使用可能になる。
On the other hand, when the plurality of
また、火炉11は、バーナ21、22、23、24、25の装着位置より上方にアディショナル空気ポート39が設けられている。アディショナル空気ポート39に空気ダクト37から分岐したアディショナル空気ダクト40の端部が連結されている。従って、押込通風機38Aにより送られた燃焼用空気(二次空気、酸化性ガス)を空気ダクト37から風箱36に供給し、この風箱36から各バーナ21、22、23、24、25に供給することができると共に、押込通風機38Aにより送られた燃焼用追加空気(アディショナル空気)をアディショナル空気ダクト40からアディショナル空気ポート39に供給することができる。
Further, the
火炉11は、下部の領域CA1にて、微粉燃料混合気と燃焼用空気(二次空気、酸化性ガス)とが燃焼して火炎が生じる。ここで火炉11は、空気の供給量が微粉炭の供給量に対して、理論空気量未満となるように設定されることで、内部が還元雰囲気に保持される。即ち、微粉炭の燃焼により発生した窒素酸化物(NOx)が火炉11の領域CA2で還元され、その後、アディショナル空気ポート39から燃焼用追加空気(アディショナル空気)が追加供給されることで微粉炭の酸化燃焼が完結され、微粉炭の燃焼によるNOxの発生量が低減される。
In the lower region CA1 of the
その後、燃焼ガスは、図1に示すように、燃焼ガス通路13に配置される第2過熱器103、第3過熱器104、第1過熱器102、(以下単に過熱器と記載する場合もある)、第2再熱器106、第1再熱器105(以下単に再熱器と記載する場合もある)、節炭器107で熱交換した後、脱硝装置43により窒素酸化物が還元除去され、集塵装置44で粒子状物質が除去され、脱硫装置46にて硫黄酸化物が除去された後、煙突50から大気中に排出される。なお、各熱交換器は燃焼ガス流れに対して、必ずしも前記記載順に配置されなくともよい。
After that, as shown in FIG. 1, the combustion gas is transferred to the
次に、熱交換器として、燃焼ガス通路13に設けられた過熱器102、103、104、再熱器105、106、節炭器107について詳細に説明する。図2は、石炭焚きボイラ10に設けられた熱交換器を表す概略図である。
なお、図1では燃焼ガス通路13内の各熱交換器(過熱器102、103、104、再熱器105、106、節炭器107)の位置を正確に示しているものではなく、各熱交換器の燃焼ガス流れに対する配置順も図1の記載に限定されるものではない。
Next, the
Note that FIG. 1 does not accurately show the positions of the heat exchangers (
図2に示すように、本実施形態のボイラ発電プラント1は、石炭焚きボイラ10に設けられた熱交換器(過熱器102、103、104、再熱器105、106、節炭器107)と、石炭焚きボイラ10が生成した蒸気によって回転駆動される蒸気タービン110と、蒸気タービン110に連結され蒸気タービン110の回転によって発電を行う発電機115とを備える。
As shown in FIG. 2, the
石炭焚きボイラ10で生成した蒸気により回転駆動される蒸気タービン110は、例えば、高圧タービン111と中圧タービン112と低圧タービン113とから構成され、後述する再熱器105、106からの蒸気が中圧タービン112に流入したのちに低圧タービン113に流入する。低圧タービン113には、復水器114が連結されており、低圧タービン113を回転駆動した蒸気が、この復水器114で冷却水(例えば、海水)により冷却されて復水となる。復水器114は、給水ラインL1を介して節炭器107に連結されている。給水ラインL1には、例えば、復水ポンプ(CP)121、低圧給水ヒータ122、ボイラ給水ポンプ(BFP)123、高圧給水ヒータ124が設けられている。低圧給水ヒータ122と高圧給水ヒータ124には、各蒸気タービン111、112、113を駆動する蒸気の一部が抽気されて、抽気ライン(図示省略)を介して高圧給水ヒータ124と低圧給水ヒータ122に熱源として供給され、節炭器107へ供給される給水が加熱される。
A
例えば、石炭焚きボイラ10が貫流ボイラの場合について、説明をする。節炭器107は、火炉壁101の各蒸発管に連結されている。節炭器107で加熱された給水は、火炉壁101を構成する蒸発管を通過する際に、火炉11内の火炎から輻射を受けて加熱され、汽水分離器126へと導かれる。汽水分離器126にて分離された蒸気は、過熱器102、103、104へと供給され、汽水分離器126にて分離されたドレン水は、汽水分離器ドレンタンク127を介し、ドレン水ラインL2を介して復水器114へと導かれる。
For example, a case where the coal-fired
また、貫流ボイラの起動時や低負荷運転時等においては、節炭器107から供給される給水が火炉壁101を構成する蒸発管を通過する際に全量が蒸発せず、その結果、汽水分離器126に水位が存在する運転状態(ウエット運転状態)となることがある。このウエット運転状態においては、汽水分離器126にて分離されたドレン水は、ボイラ循環ポンプ(BCP)128を用いて循環ラインL6により、給水ラインL1の途中に合流させることで、節炭器107から火炉壁101を構成する蒸発管へと循環して供給してもよい。
In addition, when the once-through boiler is started or during low-load operation, the feed water supplied from the
燃焼ガスが燃焼ガス通路13を流れるとき、この燃焼ガスは、過熱器102、103、104、再熱器105、106、節炭器107で熱回収される。一方、ボイラ給水ポンプ(BFP)123から供給された給水は、節炭器107で予熱された後、火炉壁101を構成する蒸発管を通過する際に加熱されて蒸気となり、汽水分離器126に導かれる。汽水分離器126で分離された蒸気は、過熱器102、103、104に導入され、燃焼ガスによって過熱される。過熱器102、103、104で生成された過熱蒸気は、蒸気ラインL3を介して高圧タービン111に供給され、高圧タービン111を回転駆動する。高圧タービン111から排出された蒸気は、ラインL4を介して再熱器105、106に導入されて再度過熱される。再度過熱された蒸気は、蒸気ラインL5を介して、中圧タービン112を経て低圧タービン113に供給され、中圧タービン112および低圧タービン113を回転駆動する。各蒸気タービン111、112、113の回転軸は、発電機115を回転駆動して、発電が行われる。低圧タービン113から排出された蒸気は、復水器114で冷却されることで復水となり、給水ラインL1を介して、再び、節炭器107に送られる。
When the combustion gas flows through the
また、燃焼ガス通路13には、過熱器102、103、104、再熱器105、106、節炭器107など各熱交換器の伝熱管の間隙、または各熱交換器の間隙に図示しないスーツブロワ(除灰装置)が配置されていてもよい。スーツブロワは、燃焼ガス通路13の壁面に対して略垂直な方向に延在して配置される。スーツブロワは、燃焼ガス通路13の壁面に対して垂直方向を軸方向として、軸方向に直交する方向に蒸気(気体)を噴射し、また噴射方向も変動することができる噴射装置である。スーツブロワから過熱器102、103、104、再熱器105、106、節炭器107など熱交換器に向けて噴射された蒸気は、熱交換器の各伝熱管の表面に付着・堆積した燃焼灰を除去し、熱交換器の各伝熱管における熱交換効率の低下を抑制する。
Further, in the
次に、石炭焚きボイラ10周りの構成(ボイラシステム)の具体的構成例について、図3を用いて説明する。
図3に示すように、一次空気は、一次空気通風機38Bで昇圧され、PAFダンパD1を介して、冷空気流路と、熱空気流路に分岐する。熱空気流路では、一次空気の一部は熱空気としてエアヒータ42を介して加熱され、熱空気ダンパW1、W2、W3、W4、W5を介して冷空気と合流し、一次空気としてミル31、32、33、34、35へ供給される。
Next, a specific configuration example of the configuration (boiler system) around the coal-fired
As shown in FIG. 3, the primary air is pressurized by the
冷空気流路では、一次空気の一部は冷空気としてエアヒータ42をバイパスし、冷空気ダンパR1、R2、R3、R4、R5を介して熱空気と合流し、一次空気としてミル31、32、33、34、35へ供給される。ミル31、32、33、34、35へ供給された一次空気は、搬送用ガスとして微粉燃料と共に微粉炭供給管26、27、28、29、30を通してバーナ21、22、23、24、25に供給される。
In the cold air flow path, a portion of the primary air bypasses the
各ミルから排出される微粉燃料と一次空気の混合流体の温度は、図3のT1において計測される。すなわち、T1における温度は、ミルから排出される微粉燃料と一次空気の混合流体の温度であるミル出口温度となる。なお、各ミルのそれぞれに対してミル出口温度が計測される。 The temperature of the mixed fluid of pulverized fuel and primary air discharged from each mill is measured at T1 in FIG. That is, the temperature at T1 is the mill outlet temperature, which is the temperature of the mixed fluid of pulverized fuel and primary air discharged from the mill. Note that the mill exit temperature is measured for each mill individually.
図3に示すように、二次空気は、押込通風機38Aで昇圧され、ダンパ(FDFダンパ)D2で流量を調整されて、エアヒータ42で加熱される。加熱された二次空気は、風箱36へ供給され、バーナ21、22、23、24、25からボイラ10の火炉11内へ供給される。
As shown in FIG. 3, secondary air is pressurized by a forced
風箱36に対する二次空気の入口と火炉11内の差圧を風箱差圧とし、図3のP1において計測される。風箱36にはバーナ21、22、23、24、25へ供給される二次空気の流量を調整するダンパ(図示省略)が設けられている。
The differential pressure between the inlet of the secondary air to the
ボイラ10から排出される燃焼ガスである排ガスは、エアヒータ42で二次空気と熱交換する。ボイラ10から排出される排ガスの酸素濃度を、図3のM1において計測する。すなわち、M1における酸素濃度は、ボイラ10から排出される燃焼ガス(排ガス)の酸素濃度であるボイラ出口酸素濃度となる。エアヒータ42で熱交換後、すなわちボイラシステムで熱回収を終えた排ガスの温度(エアヒータ出口ガス温度)はT2において計測される。
Exhaust gas, which is combustion gas discharged from the
また、それぞれのミル31、32、33、34、35へ供給される一次空気の流量である搬送用ガス流量は、図3のF3において計測される。
Further, the carrier gas flow rate, which is the flow rate of the primary air supplied to each of the
図3のように、複数台のミル31、32、33、34、35が設けられる構成において、発電プラント1を部分負荷(定格負荷より小さい負荷)で運転する場合、一部のミル(例えば32、33、34、35)が稼働(対応するバーナ22、23、24、25が点火)状態となり、その他のミル(例えば、ミル31)は停止(対応するバーナ21が消火)状態となる。この停止中のミル(例えば、ミル31)には、対応するバーナ(例えば、バーナ21)への火炉11内の燃焼ガスの逆流やバーナ21の冷却のために、冷空気が補助ガス(補助一次空気)として供給されている。なお、停止中のミルへは熱空気は供給されない。このように、停止中のミルへ供給される補助一次空気の流量である補助ガス流量についても、図3のF3において計測される。
As shown in FIG. 3, in a configuration in which a plurality of
次に、制御装置200について説明する。
制御装置200は、発電プラント1に対する制御を行う。特に本実施形態に係る制御装置200は、ボイラ10の運転状態の改善制御を行う。
Next, the
The
図4は、本実施形態に係る制御装置200のハードウェア構成の一例を示した図である。
図4に示すように、制御装置200は、コンピュータシステム(計算機システム)であり、例えば、CPU1100と、CPU1100が実行するプログラム等を記憶するためのROM(Read Only Memory)1200と、各プログラム実行時のワーク領域として機能するRAM(Random Access Memory)1300と、大容量記憶装置としてのハードディスクドライブ(HDD)1400と、ネットワーク等に接続するための通信部1500とを備えている。なお、大容量記憶装置としては、ソリッドステートドライブ(SSD)を用いることとしてもよい。これら各部は、バス1800を介して接続されている。
FIG. 4 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the
As shown in FIG. 4, the
また、制御装置200は、キーボードやマウス等からなる入力部や、データを表示する液晶表示装置等からなる表示部などを備えていてもよい。
Further, the
なお、CPU1100が実行するプログラム等を記憶するための記憶媒体は、ROM1200に限られない。例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ等の他の補助記憶装置であってもよい。
Note that the storage medium for storing programs and the like executed by the
後述の各種機能を実現するための一連の処理の過程は、プログラムの形式でハードディスクドライブ1400等に記録されており、このプログラムをCPU1100がRAM1300等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、後述の各種機能が実現される。なお、プログラムは、ROM1200やその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、DVD-ROM、半導体メモリ等である。
A series of processes for realizing various functions to be described later is recorded in the
図5は、制御装置(運転状態改善システム)200が備える機能を示した機能ブロック図である。図5に示されるように、制御装置200は、調整確認部201と、評価部202と、調整部203と、を備えている。なお、調整確認部201と評価部202とは省略することとしてもよい。
FIG. 5 is a functional block diagram showing functions provided in the control device (operating state improvement system) 200. As shown in FIG. As shown in FIG. 5 , the
調整確認部201は、運転パラメータが調整可能か否かを判定する。具体的には、後述するように運転パラメータには設定可能範囲が設定されているため、現在の運転パラメータの値と設定可能範囲の限界値との差分を確認する。例えば、対象の運転パラメータがミル出口温度である場合には、現在のミル出口温度と、設定可能範囲における上限値とを比較して、差分を算出する。そして、この差分が予め設定した閾値以上であるか否かを判定する。
The
閾値は、現在の運転パラメータの値が設定可能範囲の限界値に十分近く、限界値まで調整してもボイラ効率改善の効果が期待できないと想定される差分の最大値として設定される。すなわち、閾値は、運転パラメータの値が限界値に近いことを判定可能なように設定されている。閾値については、各運転パラメータに対してそれぞれ設定されることが好ましい。 The threshold value is set as the maximum value of the difference that is assumed that the current operating parameter value is sufficiently close to the limit value of the settable range and that the effect of improving the boiler efficiency cannot be expected even if it is adjusted to the limit value. That is, the threshold is set so that it can be determined that the value of the driving parameter is close to the limit value. A threshold value is preferably set for each operating parameter.
例えば、後述する調整部203による調整を行う前に、調整対象の運転パラメータに対して調整確認部201により確認を行い、差分が予め設定した閾値以上である場合に実際に調整処理を行う。一方で、差分が予め設定した閾値未満である場合には、この運転パラメータに対する調整処理は実行しない。すなわち、後述する調整部203は、設定可能範囲における運転パラメータの差分(調整可能量)が閾値よりも小さい運転パラメータに対しては、調整を行わない。
For example, before adjustment is performed by the
このように、調整確認部201において、運転パラメータの調整要否の確認ができることで、不要な調整処理の実行を抑制することができる。なお、調整確認部201における確認処理を実行せずに、後述する調整部203において調整処理を行うこととしても良い。
In this manner, the
評価部202は、ボイラ10の運転状態値から算出される所定の評価指数(評価指標)を演算する。本実施形態において、評価指数とはボイラ効率の改善量である。すなわち、評価部202は、ボイラ10の運転状態値を用いて、ボイラ効率の改善量を評価する。なお、評価指数については、ボイラ効率の改善量に限定されず、運転状態の変化(運転パラメータの調整)に伴って変化する指標であれば設定可能である。
The
評価部202において、ボイラ効率の改善量は、運転パラメータの調整の前後における所定の運転状態値の変化に基づいて算出され、すなわち、運転パラメータの調整によって変化した運転状態値の変化により、ボイラ効率が改善したかどうかを評価する。なお、評価に使用する運転状態値は、ボイラ効率の改善量を算出可能なパラメータとして予め設定される。
In the
本実施形態では、運転状態値は、ボイラ出口酸素濃度M1と、エアヒータ出口ガス温度T2である。ボイラ出口酸素濃度M1は、ボイラ10から排出される燃焼ガスの酸素濃度である。エアヒータ出口ガス温度T2は、ボイラ10から排出される燃焼ガスとボイラ10へ供給される空気との間で熱交換を行うエアヒータ42から排出された燃焼ガスの温度であり、ボイラシステムにおける熱回収を終えた燃焼ガスの温度を示している。
In this embodiment, the operating state values are the boiler outlet oxygen concentration M1 and the air heater outlet gas temperature T2. The boiler outlet oxygen concentration M1 is the oxygen concentration of the combustion gas discharged from the
具体的には、評価部202では、エアヒータ出口ガス温度T2の変化によるボイラ効率改善量と、ボイラ出口酸素濃度M1の変化によるボイラ効率改善量とを算出する。
Specifically, the
エアヒータ出口ガス温度T2の変化によるボイラ効率改善量は、エアヒータ出口ガス温度T2の変化量ΔT2に対する関数ηt2(ΔT2)によって算出される。エアヒータ出口ガス温度の変化量ΔT2とは、調整後のエアヒータ出口ガス温度であるT2aから、調整前のエアヒータ出口ガス温度であるT2bを減算したものである(ΔT2=T2a-T2b)。関数ηt2は、エアヒータ出口ガス温度T2の変化量ΔT2からボイラ効率改善量を算出するために予め定義された関数であり、理論式(設計式)であってもよく、過去の運転実績から求めた経験式であってもよい。 The boiler efficiency improvement amount due to the change in the air heater outlet gas temperature T2 is calculated by a function ηt2 (ΔT2) for the change amount ΔT2 in the air heater outlet gas temperature T2. The amount of change ΔT2 in the air heater outlet gas temperature is obtained by subtracting T2b, which is the air heater outlet gas temperature before adjustment, from T2a, which is the air heater outlet gas temperature after adjustment (ΔT2=T2a−T2b). The function ηt2 is a function defined in advance for calculating the boiler efficiency improvement amount from the change amount ΔT2 of the air heater outlet gas temperature T2, and may be a theoretical formula (design formula), and is obtained from past operation results. It may be an empirical formula.
ボイラ出口酸素濃度M1の変化によるボイラ効率改善量は、ボイラ出口酸素濃度M1の変化量ΔCに対する関数ηm1(ΔC)によって算出される。ボイラ出口酸素濃度M1の変化量ΔCとは、調整後のボイラ出口酸素濃度M1であるC2aから、調整前のボイラ出口酸素濃度M1であるC1bを減算したものである(ΔC=C2a-C1b)。関数ηm1は、ボイラ出口酸素濃度M1の変化量ΔCからボイラ効率改善量を算出するために予め定義された関数であり、理論式(設計式)であってもよく、過去の運転実績から求めた経験式であってもよい。 The boiler efficiency improvement amount due to the change in the boiler outlet oxygen concentration M1 is calculated by a function ηm1(ΔC) with respect to the amount of change ΔC in the boiler outlet oxygen concentration M1. The amount of change ΔC in the boiler outlet oxygen concentration M1 is obtained by subtracting C1b, which is the boiler outlet oxygen concentration M1 before adjustment, from C2a, which is the boiler outlet oxygen concentration M1 after adjustment (ΔC=C2a−C1b). The function ηm1 is a function defined in advance for calculating the boiler efficiency improvement amount from the amount of change ΔC in the boiler outlet oxygen concentration M1, and may be a theoretical formula (design formula), and is obtained from past operating results. It may be an empirical formula.
そして、評価部202では、エアヒータ出口ガス温度T2の変化によるボイラ効率改善量ηt2(ΔT)と、ボイラ出口酸素濃度M1の変化によるボイラ効率改善量ηm1(ΔC)とを加算することによって、トータルボイラ効率改善量を算出する。すなわち、トータルボイラ効率改善量は、ηt2(ΔT)+ηm1(ΔC)として算出される。
Then, the
評価部202における評価処理は、例えば、後述する調整部203において運転パラメータに対する調整処理が実行された後に、改善結果を確認するために実行される。また、評価部202における評価処理は、調整部203における調整処理の実行前に行うこととしてもよい。この場合には、例えば、運転パラメータの調整可能量に基づいてボイラ効率改善量の推定値を算出する。例えば、上述のように、トータルボイラ効率改善量の算出にηt2(ΔT)+ηm1(ΔC)を用いる場合には、各運転パラメータの現状値と調整可能量から、ΔT2とΔCを推定し、これに基づいてボイラ効率改善量の推定値を算出する。そして、推定されたボイラ効率改善量が予め設定した閾値以上である場合に、その運転パラメータに対して調整処理を行うことしてもよい。
The evaluation process in the
調整部203は、評価指数に関する所定の運転パラメータに対して設定可能範囲が予め設定されており、評価指数に基づいて、設定可能範囲内において運転パラメータを調整する。
The
運転パラメータは、評価指数に対する影響度に基づいて予め設定される。影響度とは、運転パラメータの調整に対する評価指数の変化の大きさを表したものである。すなわち、影響度が高い運転パラメータを調整することによって、効果的に評価指数を調整することが可能となる。 The operating parameters are preset based on the degree of influence on the evaluation index. The degree of influence represents the magnitude of change in the evaluation index with respect to the adjustment of the operating parameters. That is, it is possible to effectively adjust the evaluation index by adjusting the operating parameter having a high degree of influence.
本実施形態において、運転パラメータは、ミル出口温度、搬送用ガス流量、ボイラ出口酸素濃度、及び補助ガス流量のうち少なくともいずれか1つである。なお、評価指数への影響度が大きい運転パラメータであれば、上記に限定されず用いることが可能である。ミル出口温度とは、ミルから排出される微粉燃料と搬送用ガスの混合気の温度である。搬送用ガス流量とは、ミルへ供給される搬送用ガスの流量である。ボイラ出口酸素濃度とは、ボイラ10から排出される燃焼ガスの酸素濃度である。補助ガス流量とは、ボイラ10に対してミルが複数設けられている場合における停止中のミルへ供給される補助ガスの流量である。
In this embodiment, the operating parameter is at least one of mill outlet temperature, carrier gas flow rate, boiler outlet oxygen concentration, and auxiliary gas flow rate. Note that any operating parameter that has a large impact on the evaluation index can be used without being limited to the above. The mill outlet temperature is the temperature of the pulverized fuel and carrier gas mixture exiting the mill. The carrier gas flow rate is the flow rate of the carrier gas supplied to the mill. The boiler outlet oxygen concentration is the oxygen concentration of the combustion gas discharged from the
そして、調整部203は、複数の運転パラメータを用いる場合に、評価指数に対する影響度が大きい運転パラメータから順番に調整を行う。評価指数に対する影響度とは、運転パラメータを調整した場合に評価指数を効果的に改善することができる度合いを示している。
Then, when using a plurality of operating parameters, the adjusting
本実施形態では、影響度を考慮して運転パラメータの調整順番は予め設定されている。具体的には、調整部203は、ボイラ出口酸素濃度M1、ミル出口温度T1、搬送用ガス流量F3h、及び補助ガス流量F3cの順番で、各運転パラメータを調整する。なお、順番は上記から変更を加えることとしても良いし、使用しない運転パラメータがある場合には、上記順番から該不使用の運転パラメータを省略してもよい。
In this embodiment, the order of adjustment of the operating parameters is set in advance in consideration of the degree of influence. Specifically, the
各運転パラメータの調整について、それぞれ説明する。なお、以下の各運転パラメータの調整において操作対象とする機器(各ダンパなど)は、記載の手段に限定されるものでなく、調整目的が達成できれば、他の手段によってもよい。 The adjustment of each operating parameter will be explained. Devices (such as dampers) to be operated in the adjustment of each operating parameter below are not limited to the described means, and other means may be used as long as the purpose of adjustment can be achieved.
まず、ミル出口温度を調整する場合について説明する。
調整部203は、ボイラ効率を改善するために、ミル出口温度T1を増加させる。具体的には、設定可能範囲の上限値まで、ミル出口温度T1の設定値を操作することによって、ミル出口温度を増加させる。
First, the case of adjusting the mill outlet temperature will be described.
ミル出口温度T1の設定可能範囲は、使用する石炭性状に基づいて、上限値が設定される。なお、ミル出口温度T1の設定可能範囲に対して下限値を設定することとしても良い。石炭性状とは、例えば、O/C値(酸素と炭素のモル比)である。 The upper limit of the settable range of the mill outlet temperature T1 is set based on the properties of coal to be used. A lower limit value may be set for the settable range of the mill outlet temperature T1. Coal properties are, for example, the O/C value (molar ratio of oxygen and carbon).
このように、設定可能範囲の上限値までミル出口温度T1が増加されることによって、ボイラ効率が改善される。 Thus, the boiler efficiency is improved by increasing the mill outlet temperature T1 to the upper limit of the settable range.
図6は、ミル出口温度とボイラ効率との関係の一例を示す図である。図6では、ミル出口温度とエアヒータ42の出口ガス温度との関係と、ミル出口温度とボイラ効率との関係を示している。ミル出口温度の設定値を増加すると、ミル入口温度を増加させるために、熱空気ダンパW1、W2、W3、W4、W5の開度を増加させ、冷空気ダンパR1、R2、R3、R4、R5の開度を減少させる制御が、制御装置220によって行われる。この操作により、エアヒータ42を通過する一次空気(熱空気)の流量が増加して(エアヒータ42をバイパスする冷空気の流量割合は減少する)、エアヒータ42における一次空気と排ガスの交換熱量が増加する。その結果、エアヒータ出口ガス温度が減少して、排ガスがボイラ系外に持ち出す熱量である排ガス損失が減少して、ボイラ効率が改善される。
FIG. 6 is a diagram showing an example of the relationship between mill outlet temperature and boiler efficiency. FIG. 6 shows the relationship between the mill outlet temperature and the outlet gas temperature of the
次に、搬送用ガス(一次空気)流量を調整する場合について説明する。
調整部203は、ボイラ効率を改善するために、一次空気の流量を減少させる。具体的には、設定可能範囲の下限値まで、熱空気ダンパW1、W2、W3、W4、W5及び冷空気ダンパR1、R2、R3、R4、R5を閉方向に操作する。一次空気の流量が減少すると、ボイラ10への燃料供給量に応じて設定された全空気流量を確保するために、FDFダンパD2を開方向に操作して二次空気流量を増加する制御が制御装置200によって行われる。この操作により、エアヒータ42を通過する二次空気流量が増加して、エアヒータ42における二次空気と排ガスの交換熱量が増加する。その結果、エアヒータ42の出口ガス温度が減少して、排ガスがボイラ系外に持ち出す熱量である排ガス損失が減少して、ボイラ効率が改善される。また、一次空気流量が減少すると、ミルへ供給する熱量を確保するために(ミル出口温度を設定値に保持するために)、ミル入口温度を増加させる操作、具体的には熱空気ダンパW1、W2、W3、W4、W5の開度を増加させ、冷空気ダンパR1、R2、R3、R4、R5の開度を減少させる制御が、制御装置200によって行われる。この操作により、エアヒータ42を通過する一次空気(熱空気)の流量割合が増加して(エアヒータ42をバイパスする一次空気である冷空気の流量割合は減少する)、エアヒータ42における一次空気(熱空気)と排ガスの熱交換量が増加する。その結果、エアヒータ42の出口ガス温度が減少して、排ガスがボイラ系外に持ち出す熱量である排ガス損失が減少して、ボイラ効率が改善される。
Next, the case of adjusting the carrier gas (primary air) flow rate will be described.
The
搬送用ガス流量の設定可能範囲は、バーナ21、22、23、24、25及び微粉炭供給管26、27、28、29、30を通過する微粉燃料と搬送用ガスの固気二相流の沈降流速、及びミル内の微粉燃料の乾燥性の少なくともいずれか一方に応じて、搬送用ガス流量の下限値が設定される。乾燥性とは、ミル出口温度が下限値以上を確保可能であること(所望の乾燥がされたこと)を示す。なお、搬送用ガス流量の設定可能範囲に対して上限値を設定することとしても良い。
The settable range of the carrier gas flow rate is the solid-gas two-phase flow of the pulverized fuel and the carrier gas passing through the
このように制御することで、エアヒータ42を通過する空気(一次空気の一部である熱空気と二次空気)の流量が増加し、エアヒータ42における一次空気と排ガスの熱交換量が増加する。その結果、エアヒータ42の出口の排ガス温度が減少して、排ガスがボイラ系外に持ち出す熱量である排ガス損失が減少して、ボイラ効率が改善される。このため、設定可能範囲の下限値まで搬送用ガス流量が減少されることによって、ボイラ効率が改善される。
By controlling in this manner, the flow rate of air (hot air and secondary air that are part of the primary air) passing through the
なお、冷空気ダンパR1、R2、R3、R4、R5の開度が制御下限値(例えば、5%)以上であることを確認し、流量の下限値まで減少する前に冷空気ダンパR1、R2、R3、R4、R5の開度が制御下限値に到達した場合は、搬送用ガス流量を減少させる制御は終了させることが好ましい。制御下限値とは、搬送用ガス温度及び流量を安定的に制御するために最低限必要なダンパ開度である。 In addition, it is confirmed that the opening of the cold air dampers R1, R2, R3, R4, and R5 is equal to or higher than the control lower limit value (for example, 5%), and the cold air dampers R1 and R2 are turned off before the flow rate decreases to the lower limit value. , R3, R4, and R5 reach the control lower limit, it is preferable to end the control for decreasing the carrier gas flow rate. The control lower limit is the minimum required damper opening to stably control the carrier gas temperature and flow rate.
図7は、搬送用ガス流量とボイラ効率との関係の一例を示す図である。図7では、搬送用ガス流量と必要ミル入口空気温度との関係と、搬送用ガス流量とエアヒータ42の出口ガス温度との関係と、搬送用ガス流量とボイラ効率との関係とを示している。搬送用ガス流量と必要ミル入口空気温度との関係に示すように、冷空気ダンパR1、R2、R3、R4、R5が下限となる点P1があり、この点となるまで、搬送用ガス流量が下げられる。このように、搬送用ガス流量が減少すると、ボイラ効率が改善される。
FIG. 7 is a diagram showing an example of the relationship between the carrier gas flow rate and the boiler efficiency. FIG. 7 shows the relationship between the carrier gas flow rate and the required mill inlet air temperature, the relationship between the carrier gas flow rate and the outlet gas temperature of the
次に、ボイラ出口酸素濃度を調整する場合について説明する。
調整部203は、ボイラ効率を改善するために、ボイラ出口酸素濃度を減少させる。具体的には、設定可能範囲の下限値まで、ボイラ10への供給空気量を減少する方向に操作することによって、ボイラ出口酸素濃度を減少させる。ボイラ10への供給空気量は、例えばFDFダンパD2を操作することによって操作される。
Next, the case of adjusting the boiler outlet oxygen concentration will be described.
ボイラ出口酸素濃度M1の設定可能範囲は、予め設定されたボイラ出口酸素濃度M1の規定値に基づいて、下限値が設定される。なお、ボイラ出口酸素濃度M1の設定可能範囲に対して上限値を設定することとしても良い。ボイラ出口酸素濃度M1の規定値とは、例えば、灰中未燃分が予め設定された上限値以下となるように予め設定される。 As for the settable range of the boiler outlet oxygen concentration M1, the lower limit value is set based on the predetermined value of the boiler outlet oxygen concentration M1. An upper limit value may be set for the settable range of the boiler outlet oxygen concentration M1. The specified value of the boiler outlet oxygen concentration M1 is preset, for example, so that the unburned content in the ash is equal to or less than a preset upper limit value.
ボイラ出口酸素濃度M1の設定を下げることで、ボイラ10へ供給される空気量が減少し、その結果、ボイラから排出される排ガス量が減少し、排ガス損失を低減することができる。このように、設定可能範囲の下限値までボイラ出口酸素濃度M1が減少されることによって、ボイラ効率が改善される。
By lowering the setting of the boiler outlet oxygen concentration M1, the amount of air supplied to the
なお、ボイラ出口酸素濃度M1を低減すると、排ガス中の一酸化炭素濃度の増加や風箱差圧P1の減少等の影響が発生する。排ガス中の一酸化炭素濃度の増加は、燃料の不完全燃焼により発生するものであり、ボイラ効率は低下する。また、風箱差圧P1の減少は、バーナにおける燃焼の不安定が発生する可能性がある。このため、一酸化炭素濃度の上限値や風箱差圧P1の下限値を予め設定しておき、ボイラ出口酸素濃度M1を下限値まで下げていったときに一酸化炭素濃度の上限値や風箱差圧P1の下限値に達した場合には、ボイラ出口酸素濃度M1を下げる制御を終了することが好ましい。 If the boiler outlet oxygen concentration M1 is reduced, effects such as an increase in the carbon monoxide concentration in the exhaust gas and a decrease in the wind box differential pressure P1 occur. An increase in the concentration of carbon monoxide in exhaust gas is caused by incomplete combustion of fuel, and boiler efficiency decreases. Also, a decrease in the air box differential pressure P1 may cause combustion instability in the burner. For this reason, the upper limit of the carbon monoxide concentration and the lower limit of the wind box differential pressure P1 are set in advance. When the box differential pressure P1 reaches the lower limit, it is preferable to end the control for lowering the boiler outlet oxygen concentration M1.
図8は、ボイラ出口酸素濃度とボイラ効率との関係の一例を示す図である。図8では、ボイラ出口酸素濃度(節炭器出口酸素濃度)と排ガス量との関係と、ボイラ出口酸素濃度と排ガス中の一酸化炭素濃度との関係と、ボイラ出口酸素濃度と灰中未燃分量との関係と、ボイラ効率と排ガス量との関係と、ボイラ効率と排ガス中の一酸化炭素濃度との関係と、ボイラ効率と未燃分量との関係とを示している。このように、ボイラ出口酸素濃度が減少すると、ボイラ効率が改善される。
FIG. 8 is a diagram showing an example of the relationship between boiler outlet oxygen concentration and boiler efficiency. In FIG. 8, the relationship between the boiler outlet oxygen concentration (economy outlet oxygen concentration) and the amount of exhaust gas, the relationship between the boiler outlet oxygen concentration and the carbon monoxide concentration in the exhaust gas, the boiler outlet oxygen concentration and the unburned ash The relationship between the boiler efficiency and the exhaust gas amount, the relationship between the boiler efficiency and the carbon monoxide concentration in the exhaust gas, and the relationship between the boiler efficiency and the unburned content are shown. Thus, reducing the boiler outlet oxygen concentration improves boiler efficiency.
次に、補助ガス流量を調整する場合について説明する。
調整部203は、ボイラ効率を改善するために、補助ガス流量を減少させる。具体的には、停止中のミル(例えば、ミル31)には補助ガスが供給され、この際、冷空気ダンパ(R1)が開で熱空気ダンパ(W1)が閉となっているため、補助ガスは冷空気ダンパ(R1)からの空気となる。このため、設定可能範囲の下限値まで、停止中のミルに対応する冷空気ダンパ(R1)を閉方向に操作することによって、補助ガス流量を減少させる。
Next, the case of adjusting the auxiliary gas flow rate will be described.
The
補助ガスは、停止中のミルへ(例えば、ミル31)供給されると、その後に、対応する消火状態のバーナ(例えば、バーナ21)へ供給される。補助ガスが不足するとバーナの冷却が不十分となり、バーナの焼損が発生する可能性がある。このため、補助ガス流量の設定可能範囲は、バーナの使用上限温度に基づいて、下限値が設定される。補助ガス流量の設定可能範囲に対して上限値を設定することとしても良い。バーナの使用上限温度は、バーナの仕様(例えば、使用する材料や形状)また、バーナの冷却に必要となる補助ガスの流量は、ボイラ10の負荷(火炉11内の熱負荷)によって異なる流量となる。このため、バーナに熱電対等(図示省略)を設置してメタル温度を監視することで、ボイラ10の負荷に応じた補助ガス流量の下限値を設定することが好ましい。熱電対を設置できない場合(温度監視することができない場合)には、例えば、バーナの使用上限温度に対応した補助ガス流量の下限値を、ボイラ10の負荷(火炉11の熱負荷)に応じて異なった設定としてもよい。
Auxiliary gas is supplied to an inactive mill (eg, mill 31) and then to a corresponding extinguished burner (eg, burner 21). Insufficient auxiliary gas may result in insufficient burner cooling, which may result in burnout of the burner. For this reason, the lower limit value of the settable range of the auxiliary gas flow rate is set based on the upper limit temperature for use of the burner. An upper limit value may be set for the settable range of the auxiliary gas flow rate. The upper limit temperature for use of the burner varies depending on the specifications of the burner (for example, the material and shape used), and the flow rate of the auxiliary gas required for cooling the burner varies depending on the load of the boiler 10 (heat load in the furnace 11). Become. Therefore, it is preferable to set the lower limit value of the auxiliary gas flow rate according to the load of the
このように、エアヒータ42をバイパスする一次空気(冷空気)から分岐される補助ガス流量が減少すると、ボイラ10への燃料供給量に応じて設定された全空気流量を確保するために、FDFダンパD2を開方向に操作して二次空気流量を増加する制御が制御装置200によって行われる。この操作により、エアヒータ42を通過する二次空気流量が増加して、エアヒータ42における二次空気と排ガスの交換熱量が増加する。その結果、エアヒータ出口ガス温度が減少して、排ガスがボイラ系外に持ち出す熱量である排ガス損失が減少して、ボイラ効率が改善される。
When the auxiliary gas flow rate branched from the primary air (cold air) bypassing the
図9は、補助ガス流量とボイラ効率との関係の一例を示す図である。図9では、補助ガス流量と消火バーナのメタル温度との関係と、補助ガス流量とエアヒータ42の出口ガス温度との関係と、補助ガス流量とボイラ効率との関係とを示す図である。このように、補助ガス流量が減少すると、ボイラ効率が改善される。
FIG. 9 is a diagram showing an example of the relationship between auxiliary gas flow rate and boiler efficiency. FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the auxiliary gas flow rate and the metal temperature of the extinguishing burner, the relationship between the auxiliary gas flow rate and the exit gas temperature of the
次に、上述の制御装置200による運転パラメータ調整処理の一例について図10を参照して説明する。図10は、本実施形態に係る運転パラメータ調整処理の手順の一例を示すフローチャートである。図10に示すフローは、例えば、ボイラ効率改善の調整制御の開始指示があった場合に実行される。
Next, an example of operation parameter adjustment processing by the
本実施形態では、運転パラメータに実行する優先順位を設定しているため、それに合わせて、番号A=1としてボイラ出口酸素濃度、番号A=2としてミル出口温度、番号A=3として搬送用ガス流量、番号A=4として補助ガス流量が設定されているものとする。 In this embodiment, since the priority order of execution is set in the operating parameters, accordingly, the oxygen concentration at the boiler outlet is set to number A = 1, the mill outlet temperature is set to number A = 2, and the carrier gas is set to number A = 3. It is assumed that the auxiliary gas flow rate is set as the flow rate, number A=4.
まず、運転パラメータの番号A=1に設定する(S101)。 First, the operating parameter number A is set to 1 (S101).
次に、設定された番号の運転パラメータに対して、調整可能か否かの判定を行う(S102)。具体的には、現在の運転パラメータの値と、設定可能範囲の限界値と差分が閾値以上であるか否かを判定する。 Next, it is determined whether or not the operating parameter of the set number can be adjusted (S102). Specifically, it is determined whether or not the difference between the current operating parameter value and the limit value of the settable range is equal to or greater than a threshold.
調整可能である場合(S102のYES判定)には、設定された番号の運転パラメータに対して調整処理を実行する(S103)。 If the adjustment is possible (YES determination in S102), adjustment processing is executed for the operating parameter of the set number (S103).
調整可能でない場合(S102のNO判定)には、S105が実行される。 If the adjustment is not possible (NO determination in S102), S105 is executed.
次に、運転パラメータの調整後において、ボイラ効率改善量を評価する(S104)。評価されたボイラ効率改善量は、例えば発電プラント1の運転員等に通知されることとしても良い。
Next, after adjusting the operating parameters, the boiler efficiency improvement amount is evaluated (S104). The evaluated boiler efficiency improvement amount may be notified to the operator of the
次に、運転パラメータの番号Aが最終番号(本実施形態では4)か否かを判定する(S105)。 Next, it is determined whether or not the operating parameter number A is the final number (4 in this embodiment) (S105).
運転パラメータの番号Aが最終番号でない場合(S105のNO判定)には、S106で番号Aに1を加算して(A=A+1)、S102を実行する。これにより、S102から番号A=2である運転パラメータに対して再度処理が実行される。 If the operating parameter number A is not the final number (NO determination in S105), 1 is added to the number A in S106 (A=A+1), and S102 is executed. As a result, the operation parameter number A=2 is processed again from S102.
運転パラメータの番号Aが最終番号である場合(S105のYES判定)には、処理を終了する。 If the operating parameter number A is the final number (YES determination in S105), the process is terminated.
なお、目標とするボイラ効率の改善効果が得られるまで、上記処理を繰り返し実行することとしても良い。 Note that the above process may be repeatedly executed until the target boiler efficiency improvement effect is obtained.
上記のフローのように処理が実行されることによって、優先順位に従って各運転パラメータに対して調整処理が実行される。すなわち、図11に示すように、まず、ボイラ出口酸素濃度を調整する。具体的には、設定可能範囲内においてボイラ出口酸素濃度が減少される。そして、次にミル出口温度を調整する。具体的には、設定可能範囲内においてミル出口温度が増加される。そして、次に搬送用ガス流量を調整する。具体的には、設定可能範囲内において搬送用ガス流量が減少される。そして、次に、補助ガス流量を調整する。具体的には、設定可能範囲内において補助ガス流量が減少される。 By executing the processing as in the above flow, the adjustment processing is executed for each operating parameter according to the order of priority. That is, as shown in FIG. 11, first, the boiler outlet oxygen concentration is adjusted. Specifically, the boiler outlet oxygen concentration is reduced within a settable range. And then adjust the mill outlet temperature. Specifically, the mill exit temperature is increased within a settable range. Then, the carrier gas flow rate is adjusted. Specifically, the carrier gas flow rate is reduced within a settable range. Then, the auxiliary gas flow rate is adjusted. Specifically, the auxiliary gas flow rate is reduced within a settable range.
このようにして、優先順位に従って各運転パラメータに対する調整処理が実行され、ボイラ効率の改善が行われる。 In this way, the adjustment processing for each operating parameter is executed according to the order of priority, and the boiler efficiency is improved.
以上説明したように、本実施形態に係る運転状態改善システム及び発電プラント、並びに運転状態改善方法、並びに運転状態改善プログラムによれば、設定可能範囲内で、ボイラ10の運転状態値から算出される所定の評価指数に基づいて運転パラメータを調整する。このため、運転パラメータを調整して、評価指数の向上等を行うことが可能となる。そして、設定可能範囲内での運転パラメータの調整となるため、評価指数の向上等を行う運転パラメータが不適切な値に設定されることが抑制される。評価指数としてボイラ効率の改善量を用いることで、運転パラメータを調整してボイラ効率の改善を行うことが可能となる。
As described above, according to the operating state improvement system, the power plant, the operating state improvement method, and the operating state improvement program according to the present embodiment, it is calculated from the operating state value of the
また、例えばAIを用いて運転パラメータを最適化する方法と比較して、導入コストの削減やモデルによる再現性の検証等を省略することが期待できる。 In addition, compared to a method of optimizing operating parameters using AI, for example, it can be expected to reduce introduction costs and omit verification of reproducibility using a model.
また、ボイラ10から排出される燃焼ガスの酸素濃度と、燃焼ガス及びボイラ10へ供給される空気との間で熱交換を行う空気予熱器42から排出された燃焼ガスの温度とに基づくことで、ボイラ効率の改善量を効率的に算出することができる。
Also, based on the oxygen concentration of the combustion gas discharged from the
また、評価指数に対する影響度に基づいて運転パラメータが設定されることで、効果的に評価指数に対する運転パラメータの調整処理を行うことが可能となる。評価指数に対する影響度が大きい運転パラメータから順番に調整を行うことで、影響度の大きい運転パラメータの調整を優先的に行い、効率的に評価指数に対する調整を行うことが可能となる。 Further, by setting the operating parameters based on the degree of influence on the evaluation index, it is possible to effectively adjust the operating parameters for the evaluation index. By adjusting the operating parameters in descending order of the degree of influence on the evaluation index, it is possible to preferentially adjust the operation parameters with the greatest degree of influence and efficiently adjust the evaluation index.
また、運転パラメータとして、ミル出口温度、搬送用ガス流量、ボイラ出口酸素濃度、及び補助ガス流量のいずれか1つを用いることで、効果的に評価指数(ボイラ効率)に対する調整を行うことが可能となる。ボイラ出口酸素濃度、ミル出口温度、搬送用ガス流量、及び補助ガス流量の順番で運転パラメータの調整を行うことで、評価指数(ボイラ効率)への影響度の大きい運転パラメータの調整を優先的に行うことができる。このため、効率的に評価指数(ボイラ効率)に対する調整を行うことが可能となる。ミル出口温度を調整する場合にミル出口温度を増加させ、搬送用ガス流量を調整する場合に搬送用ガス流量を減少させ、ボイラ出口酸素濃度を調整する場合にボイラ出口酸素濃度を減少させ、補助ガス流量を調整する場合に補助ガス流量を減少させることで、効率的に評価指数(ボイラ効率)に対する調整を行うことが可能となる。 In addition, by using any one of the mill outlet temperature, carrier gas flow rate, boiler outlet oxygen concentration, and auxiliary gas flow rate as operating parameters, it is possible to effectively adjust the evaluation index (boiler efficiency). becomes. By adjusting the operating parameters in the order of boiler outlet oxygen concentration, mill outlet temperature, carrier gas flow rate, and auxiliary gas flow rate, priority is given to adjusting operating parameters that have a large impact on the evaluation index (boiler efficiency). It can be carried out. Therefore, it is possible to efficiently adjust the evaluation index (boiler efficiency). When adjusting the mill outlet temperature, increase the mill outlet temperature, when adjusting the carrier gas flow rate, decrease the carrier gas flow rate, when adjusting the boiler outlet oxygen concentration, decrease the boiler outlet oxygen concentration, By reducing the auxiliary gas flow rate when adjusting the gas flow rate, it is possible to efficiently adjust the evaluation index (boiler efficiency).
〔第2実施形態〕
次に、本開示の第2実施形態に係る運転状態改善システム及び発電プラント、並びに運転状態改善方法、並びに運転状態改善プログラムについて説明する。
上述した第1実施形態では、優先順位を予め設定して各運転パラメータに対して調整処理を実行する場合について説明していたが、本実施形態では、処理を行う際の各運転パラメータの状態(現状値)に基づいて実行順番を決定する場合について説明する。以下、本実施形態に係る運転状態改善システム及び発電プラント、並びに運転状態改善方法、並びに運転状態改善プログラムについて、第1実施形態と異なる点について主に説明する。
[Second embodiment]
Next, an operating state improving system, a power plant, an operating state improving method, and an operating state improving program according to a second embodiment of the present disclosure will be described.
In the above-described first embodiment, the case where the priority order is set in advance and the adjustment process is executed for each operating parameter has been described. A case in which the order of execution is determined based on the current value) will be described. Hereinafter, the operating state improvement system, the power plant, the operating state improving method, and the operating state improving program according to the present embodiment will be mainly described with respect to the differences from the first embodiment.
図12は、本実施形態における運転パラメータ調整処理を示すフローである。本実施形態では、運転パラメータとして、ミル出口温度、搬送用ガス流量、ボイラ出口酸素濃度、及び補助ガス流量を用いる場合を一例として説明する。 FIG. 12 is a flow showing the operating parameter adjustment process in this embodiment. In this embodiment, a case where the mill outlet temperature, the carrier gas flow rate, the boiler outlet oxygen concentration, and the auxiliary gas flow rate are used as the operating parameters will be described as an example.
図12において、各運転パラメータに対する補助符合を、ミル出口温度をa、搬送用ガス流量をb、ボイラ出口酸素濃度をc、補助ガス流量をdとする。 In FIG. 12, the auxiliary codes for the operating parameters are a for the mill outlet temperature, b for the carrier gas flow rate, c for the boiler outlet oxygen concentration, and d for the auxiliary gas flow rate.
まず、調整可能量の算出を行う(S201)。調整可能量とは、各運転パラメータにおいて、設定可能範囲における限界値と、現状値との差分である。S201では、各運転パラメータのそれぞれにおいて調整可能量(差分)が算出される。具体的には、ミル出口温度に対する調整可能量としてSa、搬送用ガス流量に対する調整可能量としてSb、ボイラ出口酸素濃度に対する調整可能量としてSc、補助ガス流量に対する調整可能量としてSdがそれぞれ算出される。 First, an adjustable amount is calculated (S201). The adjustable amount is the difference between the limit value in the settable range and the current value for each operating parameter. In S201, an adjustable amount (difference) is calculated for each operating parameter. Specifically, Sa is calculated as an adjustable amount for the mill outlet temperature, Sb as an adjustable amount for the carrier gas flow rate, Sc as an adjustable amount for the boiler outlet oxygen concentration, and Sd as an adjustable amount for the auxiliary gas flow rate. be.
次に、ボイラ効率の改善量の期待値(改善期待値)を算出する(S202)。すなわち、評価部202において評価を行う。改善期待値は、調整可能量だけ運転パラメータを操作した場合に、ボイラ効率が改善される量の期待値(推定値)である。改善期待値は、調整可能量を変数として、所定の関数を用いて算出される。関数については、予め設定される。また、調整可能量から改善期待値が算出されれば、関数を用いる方法に限定されない。関数については、理論式(設計式)でも過去の運転データに基づく経験式であってもよい。
Next, an expected value (expected improvement value) of the amount of improvement in boiler efficiency is calculated (S202). That is, evaluation is performed in the
具体的には、ミル出口温度の調整可能量であるSaに対応して、改善期待値はΔEa=fa(Sa)として算出される。ここでfaは、調整可能量Saから改善期待値ΔEaを算出する関数である。搬送用ガス流量の調整可能量であるSbに対応して、改善期待値はΔEb=fb(Sb)として算出される。ボイラ出口酸素濃度の調整可能量であるScに対応して、改善期待値はΔEc=fc(Sc)として算出される。補助ガス流量の調整可能量であるSdに対応して、改善期待値はΔEd=fd(Sd)として算出される。 Specifically, the expected improvement value is calculated as ΔEa=fa(Sa) corresponding to Sa, which is the adjustable amount of the mill outlet temperature. Here, fa is a function for calculating the expected improvement value ΔEa from the adjustable amount Sa. The expected improvement value is calculated as ΔEb=fb(Sb) corresponding to Sb, which is the adjustable amount of the carrier gas flow rate. The expected improvement value is calculated as ΔEc=fc(Sc) corresponding to Sc, which is the adjustable amount of the boiler outlet oxygen concentration. The expected improvement value is calculated as ΔEd=fd(Sd) corresponding to Sd, which is the adjustable amount of the auxiliary gas flow rate.
次に、調整処理を行う運転パラメータの選定を行う(S203)。具体的には、各運転パラメータに対応する改善期待値のうち最も値が大きいもの(MAX(ΔEa、ΔEb、ΔEc、ΔEd))が、閾値(Eth(i))より大きいか否かを判定する。すなわち、S203の判定処理では、MAX(ΔEa、ΔEb、ΔEc、ΔEd)>Eth(i)の判定処理を行っている。なお、iは繰り返し回数であり、初期値として1が設定されている。 Next, the operation parameters to be adjusted are selected (S203). Specifically, it is determined whether or not the largest expected improvement value (MAX (ΔEa, ΔEb, ΔEc, ΔEd)) among the expected improvement values corresponding to the operating parameters is greater than the threshold value (Eth(i)). . That is, in the determination process of S203, the determination process of MAX (ΔEa, ΔEb, ΔEc, ΔEd)>Eth(i) is performed. Note that i is the number of repetitions, and 1 is set as an initial value.
S203が否定判定(NO判定)である場合には、S205が実行される。 If S203 is a negative determination (NO determination), S205 is executed.
S203が肯定判定(YES判定)である場合には、各運転パラメータに対応する改善期待値のうち最も値が大きいもの(MAX(ΔEa、ΔEb、ΔEc、ΔEd))に対応する運転パラメータに対して調整処理を実行する(S204)。このようにして、評価指数(ボイラ効率)に対する影響度(改善期待値)が大きい運転パラメータに対して調整処理が実行される。 If the determination in S203 is affirmative (YES determination), the operation parameter corresponding to the largest improvement expected value (MAX (ΔEa, ΔEb, ΔEc, ΔEd)) among the improvement expected values corresponding to each operation parameter An adjustment process is executed (S204). In this way, the adjustment process is executed for the operating parameter having a large degree of influence (improvement expected value) on the evaluation index (boiler efficiency).
そして、処理終了か否かの判定を行う(S205)。処理終了は、繰り返し回数であるiが所定の上限値に達したか否かで判定する。上限値とは、例えば4と設定された場合には、S201からS205までの処理が4回行われることとなる。なお、S205については、運転員等からの終了指示に基づいて判定を行うこととしてもよい。 Then, it is determined whether or not the processing is finished (S205). The end of processing is determined by whether or not i, which is the number of repetitions, has reached a predetermined upper limit. For example, if the upper limit is set to 4, the processing from S201 to S205 will be performed four times. Note that S205 may be determined based on an end instruction from an operator or the like.
処理終了である場合(S205のYES判定)には、処理を終了する。一方で、処理終了ない場合(S205のNO判定)には、iに1を足す(i=i+1)処理を行う(S206)。そして、S201から再度処理が実行される。 If the process ends (YES in S205), the process ends. On the other hand, if the process has not been completed (NO determination in S205), a process of adding 1 to i (i=i+1) is performed (S206). Then, the process is executed again from S201.
なお、iが変わるとEth(i)は値が変化する。具体的には、iが大きくなるに従って、Eth(i)は小さくなることが好ましい。Eth(i)を小さくする場合には、例えば所定量だけ値が減算される。なお、Eth(i)はiを変数とせず、Ethとして固定値としても良い。 Note that when i changes, the value of Eth(i) changes. Specifically, Eth(i) preferably decreases as i increases. When decreasing Eth(i), the value is subtracted, for example, by a predetermined amount. Note that Eth(i) may be a fixed value as Eth instead of using i as a variable.
このように処理が行われることによって、影響度としての改善期待値が大きい運転パラメータからボイラ効率改善のための調整処理が実行される。これによりボイラ効率が改善される。 By performing the processing in this manner, the adjustment processing for improving the boiler efficiency is executed from the operating parameter having the largest improvement expected value as the degree of influence. This improves boiler efficiency.
以上説明したように、本実施形態に係る運転状態改善システム及び発電プラント、並びに運転状態改善方法、並びに運転状態改善プログラムによれば、ボイラ効率への影響度に基づいて運転パラメータの調整処理が実行されるため、効果的にボイラ効率の改善を行うことが可能となる。 As described above, according to the operating state improvement system, the power plant, the operating state improvement method, and the operating state improvement program according to the present embodiment, the operation parameter adjustment process is executed based on the degree of impact on the boiler efficiency. Therefore, it is possible to effectively improve the boiler efficiency.
本開示は、上述の実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変形実施が可能である。なお、各実施形態を組み合わせることも可能である。すなわち、上記の第1実施形態、及び第2実施形態については、それぞれ組み合わせることも可能である。 The present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. In addition, it is also possible to combine each embodiment. That is, it is also possible to combine the first embodiment and the second embodiment described above.
以上説明した各実施形態に記載の運転状態改善システム及び発電プラント、並びに運転状態改善方法、並びに運転状態改善プログラムは、例えば以下のように把握される。
本開示に係る運転状態改善システム(200)は、所定の運転パラメータに対して設定可能範囲が予め設定されており、ボイラ(10)の運転状態に基づく所定の評価指数に基づいて、前記設定可能範囲内において前記運転パラメータを調整する調整部(203)を備える。
The operating state improving system, the power plant, the operating state improving method, and the operating state improving program described in each of the embodiments described above are grasped as follows, for example.
In the operating condition improvement system (200) according to the present disclosure, a settable range is set in advance for a predetermined operating parameter, and the settable range is set based on a predetermined evaluation index based on the operating condition of the boiler (10). An adjustment unit (203) is provided for adjusting the operating parameter within a range.
本開示に係る運転状態改善システム(200)によれば、設定可能範囲内で、ボイラ(10)の運転状態に基づく所定の評価指数に基づいて運転パラメータを調整する。このため、運転パラメータを調整して、評価指数の向上等を行うことが可能となる。そして、設定可能範囲内での運転パラメータの調整となるため、評価指数の向上等を行う運転パラメータが不適切な値に設定されることが抑制される。例えばAIを用いて運転パラメータを最適化する方法と比較して、AIの導入コストの削減やモデルによる再現性の検証等を省略することが期待できる。 According to the operating state improvement system (200) according to the present disclosure, the operating parameters are adjusted based on the predetermined evaluation index based on the operating state of the boiler (10) within a settable range. Therefore, it is possible to improve the evaluation index by adjusting the operating parameters. Since the operating parameters are adjusted within the settable range, it is possible to prevent the operating parameters for improving the evaluation index from being set to inappropriate values. For example, compared to a method of optimizing operating parameters using AI, it can be expected to reduce the introduction cost of AI and omit verification of reproducibility using a model.
本開示に係る運転状態改善システム(200)は、前記評価指数は、ボイラ効率の改善量であることとしてもよい。 In the operating state improvement system (200) according to the present disclosure, the evaluation index may be the amount of improvement in boiler efficiency.
本開示に係る運転状態改善システム(200)によれば、評価指数としてボイラ効率の改善量を用いることで、運転パラメータを調整してボイラ効率の改善を行うことが可能となる。 According to the operating state improvement system (200) according to the present disclosure, by using the amount of improvement in boiler efficiency as an evaluation index, it is possible to improve boiler efficiency by adjusting operating parameters.
本開示に係る運転状態改善システム(200)は、前記ボイラ効率の改善量は、前記運転パラメータの調整の前後における所定の運転状態値の変化に基づいて算出され、前記運転状態値は、前記ボイラ(10)から排出される燃焼ガスの酸素濃度、及び前記燃焼ガスと前記ボイラ(10)へ供給される空気との間で熱交換を行う空気予熱器(42)から排出された前記燃焼ガスの温度であることとしてもよい。 In the operating state improvement system (200) according to the present disclosure, the improvement amount of the boiler efficiency is calculated based on a change in a predetermined operating state value before and after the adjustment of the operating parameter, and the operating state value is calculated based on the boiler oxygen concentration of the combustion gas discharged from (10) and the content of said combustion gas discharged from an air preheater (42) that exchanges heat between said combustion gas and the air supplied to said boiler (10) It may be the temperature.
本開示に係る運転状態改善システム(200)によれば、ボイラ(10)から排出される燃焼ガスの酸素濃度と、燃焼ガス及びボイラ(10)へ供給される空気との間で熱交換を行う空気予熱器(42)から排出された燃焼ガスの温度とに基づくことで、ボイラ効率の改善量を効率的に算出することができる。 According to the operating state improvement system (200) according to the present disclosure, heat exchange is performed between the oxygen concentration of the combustion gas discharged from the boiler (10) and the air supplied to the combustion gas and the boiler (10). The amount of improvement in boiler efficiency can be efficiently calculated based on the temperature of the combustion gas discharged from the air preheater (42).
本開示に係る運転状態改善システム(200)は、前記運転パラメータを前記評価指数に対する影響度に基づいて予め設定されることとしてもよい。 The driving condition improvement system (200) according to the present disclosure may preset the driving parameter based on the degree of influence on the evaluation index.
本開示に係る運転状態改善システム(200)によれば、評価指数に対する影響度に基づいて運転パラメータが設定されることで、効果的に評価指数に対する運転パラメータの調整を行うことが可能となる。 According to the driving condition improvement system (200) according to the present disclosure, by setting the driving parameters based on the degree of influence on the evaluation index, it is possible to effectively adjust the driving parameters for the evaluation index.
本開示に係る運転状態改善システム(200)は、前記調整部(203)を複数の前記運転パラメータを用いる場合に、前記評価指数に対する影響度が大きい前記運転パラメータから順番に調整を行うこととしてもよい。 In the driving condition improvement system (200) according to the present disclosure, when the adjusting unit (203) uses a plurality of the driving parameters, the driving parameters are adjusted in descending order of influence on the evaluation index. good.
本開示に係る運転状態改善システム(200)によれば、評価指数に対する影響度が大きい運転パラメータから順番に調整を行うことで、影響度の大きい運転パラメータの調整を優先的に行い、効率的に評価指数に対する調整を行うことが可能となる。 According to the operating condition improvement system (200) according to the present disclosure, by adjusting the operating parameters in order from the one having the greatest influence on the evaluation index, the operating parameters having the greatest influence are preferentially adjusted, and efficiently Adjustments can be made to the evaluation index.
本開示に係る運転状態改善システム(200)は、前記運転パラメータをミル(31、32、33、34、35)から排出される流体の温度であるミル出口温度、前記ミル(31、32、33、34、35)へ供給される搬送用ガスの流量である搬送用ガス流量、前記ボイラ(10)から排出される燃焼ガスの酸素濃度であるボイラ出口酸素濃度、及び前記ボイラ(10)に対して前記ミル(31、32、33、34、35)が複数設けられている場合における停止中の前記ミルへ供給される補助ガスの流量である補助ガス流量のうち少なくともいずれか1つであることとしてもよい。 The operating condition improvement system (200) according to the present disclosure sets the operating parameters as the mill outlet temperature, which is the temperature of the fluid discharged from the mills (31, 32, 33, 34, 35), the mill (31, 32, 33) , 34, 35), a carrier gas flow rate that is the flow rate of the carrier gas supplied to the boiler (10), a boiler outlet oxygen concentration that is the oxygen concentration of the combustion gas discharged from the boiler (10), and the boiler (10) at least one of auxiliary gas flow rates, which are the flow rates of the auxiliary gas supplied to the mills (31, 32, 33, 34, 35) during stoppage when a plurality of the mills (31, 32, 33, 34, 35) are provided in the may be
本開示に係る運転状態改善システム(200)によれば、運転パラメータとして、ミル出口温度、搬送用ガス流量、ボイラ出口酸素濃度、及び補助ガス流量のいずれか1つを用いることで、効果的に評価指数(ボイラ効率)に対する調整を行うことが可能となる。 According to the operating condition improvement system (200) according to the present disclosure, by using any one of the mill outlet temperature, the carrier gas flow rate, the boiler outlet oxygen concentration, and the auxiliary gas flow rate as the operating parameters, It is possible to make adjustments to the evaluation index (boiler efficiency).
本開示に係る運転状態改善システム(200)は、前記調整部(203)は、前記運転パラメータとして、前記ミル出口温度、前記搬送用ガス流量、前記ボイラ出口酸素濃度、及び前記補助ガス流量を用いる場合に、前記ボイラ出口酸素濃度、前記ミル出口温度、前記搬送用ガス流量、及び前記補助ガス流量の順番で、各前記運転パラメータを調整することとしてもよい。 In the operating condition improving system (200) according to the present disclosure, the adjustment unit (203) uses the mill outlet temperature, the carrier gas flow rate, the boiler outlet oxygen concentration, and the auxiliary gas flow rate as the operating parameters. In this case, the operating parameters may be adjusted in the order of the boiler outlet oxygen concentration, the mill outlet temperature, the carrier gas flow rate, and the auxiliary gas flow rate.
本開示に係る運転状態改善システム(200)によれば、ボイラ出口酸素濃度、ミル出口温度、搬送用ガス流量、及び補助ガス流量の順番で運転パラメータの調整を行うことで、評価指数(ボイラ効率)への影響度の大きい運転パラメータの調整を優先的に行うことができる。このため、効率的に評価指数(ボイラ効率)に対する調整を行うことが可能となる。 According to the operating condition improvement system (200) according to the present disclosure, the evaluation index (boiler efficiency ) can be preferentially adjusted. Therefore, it is possible to efficiently adjust the evaluation index (boiler efficiency).
本開示に係る運転状態改善システム(200)は、前記調整部(203)は、前記ミル出口温度を調整する場合に前記ミル出口温度を増加させ、前記搬送用ガス流量を調整する場合に前記搬送用ガス流量を減少させ、前記ボイラ出口酸素濃度を調整する場合に前記ボイラ出口酸素濃度を減少させ、前記補助ガス流量を調整する場合に前記補助ガス流量を減少させることとしてもよい。 In the operating condition improving system (200) according to the present disclosure, the adjusting unit (203) increases the mill outlet temperature when adjusting the mill outlet temperature, and increases the conveying gas flow rate when adjusting the conveying gas flow rate. The boiler outlet oxygen concentration may be decreased when the auxiliary gas flow rate is decreased and the boiler outlet oxygen concentration is adjusted, and the auxiliary gas flow rate may be decreased when the auxiliary gas flow rate is adjusted.
本開示に係る運転状態改善システム(200)によれば、ミル出口温度を調整する場合にミル出口温度を増加させ、搬送用ガス流量を調整する場合に搬送用ガス流量を減少させ、ボイラ出口酸素濃度を調整する場合にボイラ出口酸素濃度を減少させ、補助ガス流量を調整する場合に補助ガス流量を減少させることで、効率的に評価指数(ボイラ効率)に対する調整を行うことが可能となる。 According to the operating condition improvement system (200) according to the present disclosure, the mill outlet temperature is increased when adjusting the mill outlet temperature, the carrier gas flow rate is decreased when the carrier gas flow rate is adjusted, and the boiler outlet oxygen By reducing the boiler outlet oxygen concentration when adjusting the concentration and reducing the auxiliary gas flow rate when adjusting the auxiliary gas flow rate, it is possible to efficiently adjust the evaluation index (boiler efficiency).
本開示に係る運転状態改善システム(200)は、前記調整部(203)は、複数の前記運転パラメータを用いる場合に、前記設定可能範囲における前記運転パラメータの調整可能量が閾値よりも小さい前記運転パラメータに対しては、調整を行わないこととしてもよい。 In the driving state improving system (200) according to the present disclosure, when using a plurality of the driving parameters, the adjustment unit (203) is configured to adjust the driving Parameters may not be adjusted.
本開示に係る運転状態改善システム(200)によれば、効率的に評価指数(ボイラ効率)に対する調整を行うことが可能となる。 According to the operating state improvement system (200) according to the present disclosure, it is possible to efficiently adjust the evaluation index (boiler efficiency).
本開示に係る運転状態改善システム(200)は、前記調整部(203)は、前記順番における各前記運転パラメータの調整を繰り返し行うこととしてもよい。 In the driving state improvement system (200) according to the present disclosure, the adjustment unit (203) may repeatedly adjust each of the driving parameters in the order.
本開示に係る運転状態改善システム(200)によれば、各運転パラメータの調整を繰り返し行うことで、より確実に評価指数に対する調整を行うことが可能となる。 According to the driving condition improvement system (200) according to the present disclosure, by repeatedly adjusting each driving parameter, it becomes possible to more reliably adjust the evaluation index.
本開示に係る発電プラント(1)は、ボイラ(10)と、前記ボイラが発生した蒸気によって駆動されるタービン(110)と、上記の運転状態改善システム(200)と、を備える。 A power plant (1) according to the present disclosure comprises a boiler (10), a turbine (110) driven by steam generated by the boiler, and the operating condition improvement system (200) described above.
本開示に係る運転状態改善方法は、所定の運転パラメータに対して設定可能範囲が予め設定されており、ボイラ(10)の運転状態に基づく所定の評価指数に基づいて、前記設定可能範囲内において前記運転パラメータを調整する工程を有する。 In the operating state improvement method according to the present disclosure, a settable range is preset for a predetermined operating parameter, and within the settable range based on a predetermined evaluation index based on the operating state of the boiler (10) and adjusting the operating parameters.
本開示に係る運転状態改善プログラムは、所定の運転パラメータに対して設定可能範囲が予め設定されており、ボイラ(10)の運転状態に基づく所定の評価指数に基づいて、前記設定可能範囲内において前記運転パラメータを調整する処理をコンピュータに実行させる。 In the operating state improvement program according to the present disclosure, a settable range is preset for a predetermined operating parameter, and within the settable range based on a predetermined evaluation index based on the operating state of the boiler (10) A computer is caused to execute a process of adjusting the operating parameter.
1 :ボイラ発電プラント(発電プラント)
10 :石炭焚きボイラ(ボイラ)
11 :火炉
12 :燃焼装置
13 :燃焼ガス通路
14 :煙道
21 :バーナ
22 :バーナ
23 :バーナ
24 :バーナ
25 :バーナ
26 :微粉炭供給管
27 :微粉炭供給管
28 :微粉炭供給管
29 :微粉炭供給管
30 :微粉炭供給管
31 :ミル
32 :ミル
33 :ミル
34 :ミル
35 :ミル
36 :風箱
37 :空気ダクト
38A :押込通風機
38B :一次空気通風機
39 :アディショナル空気ポート
40 :アディショナル空気ダクト
41 :ガスダクト
42 :エアヒータ(空気予熱器)
43 :脱硝装置
44 :集塵装置
46 :脱硫装置
50 :煙突
101 :火炉壁
102 :第1過熱器(過熱器)
103 :第2過熱器(過熱器)
104 :第3過熱器(過熱器)
105 :第1再熱器(再熱器)
106 :第2再熱器(再熱器)
107 :節炭器
110 :蒸気タービン
111 :高圧タービン
112 :中圧タービン
113 :低圧タービン
114 :復水器
115 :発電機
122 :低圧給水ヒータ
123 :ボイラ給水ポンプ
124 :高圧給水ヒータ
126 :汽水分離器
127 :汽水分離器ドレンタンク
200 :制御装置(運転状態改善システム)
201 :調整確認部
202 :評価部
203 :調整部
1100 :CPU
1200 :ROM
1300 :RAM
1400 :ハードディスクドライブ
1500 :通信部
1800 :バス
CA1 :領域
CA2 :領域
L1 :給水ライン
L2 :ドレン水ライン
L3 :蒸気ライン
L4 :ライン
L5 :蒸気ライン
L6 :循環ライン
R1~R5:冷空気ダンパ
W1~W5:熱空気ダンパ
1: Boiler power plant (power plant)
10: Coal-fired boiler (boiler)
11: Furnace 12: Combustion device 13: Combustion gas passage 14: Flue 21: Burner 22: Burner 23: Burner 24: Burner 25: Burner 26: Pulverized coal supply pipe 27: Pulverized coal supply pipe 28: Pulverized coal supply pipe 29 : Pulverized coal supply pipe 30 : Pulverized coal supply pipe 31 : Mill 32 : Mill 33 : Mill 34 : Mill 35 : Mill 36 : Wind box 37 :
43: denitration device 44: dust collector 46: desulfurization device 50: chimney 101: furnace wall 102: first superheater (superheater)
103: Second superheater (superheater)
104: Third superheater (superheater)
105: First reheater (reheater)
106: Second reheater (reheater)
107: Economizer 110: Steam turbine 111: High pressure turbine 112: Intermediate pressure turbine 113: Low pressure turbine 114: Condenser 115: Generator 122: Low pressure feed water heater 123: Boiler feed water pump 124: High pressure feed water heater 126: Brackish water separation Instrument 127: Steam separator drain tank 200: Control device (operating condition improvement system)
201: adjustment confirmation unit 202: evaluation unit 203: adjustment unit 1100: CPU
1200: ROM
1300: RAM
1400: Hard disk drive 1500: Communication unit 1800: Bus CA1: Area CA2: Area L1: Water supply line L2: Drain water line L3: Steam line L4: Line L5: Steam line L6: Circulation line R1-R5: Cold air damper W1- W5: hot air damper
Claims (13)
前記運転状態値は、前記ボイラから排出される燃焼ガスの酸素濃度、及び前記燃焼ガスと前記ボイラへ供給される空気との間で熱交換を行う空気予熱器から排出された前記燃焼ガスの温度である請求項2に記載の運転状態改善システム。 The improvement amount of the boiler efficiency is calculated based on a change in a predetermined operating state value before and after the adjustment of the operating parameter,
The operating state value includes the oxygen concentration of the combustion gas discharged from the boiler and the temperature of the combustion gas discharged from an air preheater that exchanges heat between the combustion gas and the air supplied to the boiler. 3. The driving condition improvement system according to claim 2.
前記ボイラが発生した蒸気によって駆動されるタービンと、
請求項1から10のいずれか1項に記載の運転状態改善システムと、
を備える発電プラント。 a boiler;
a turbine driven by the steam generated by the boiler;
The driving condition improvement system according to any one of claims 1 to 10;
A power plant with a
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