JP4333766B2 - Boiler control device and control method - Google Patents
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Description
本発明は、ボイラの制御装置、及び制御方法に係る。 The present invention relates to a boiler control device and a control method.
燃料に石炭を用いて発電する火力発電プラントにおいては、一酸化炭素(CO),窒素酸化物(NOx)などの環境負荷物質の排出量低減が求められている。 In thermal power plants that generate power using coal as fuel, it is required to reduce emissions of environmentally hazardous substances such as carbon monoxide (CO) and nitrogen oxides (NOx).
このような背景から、CO、及びNOxを低減するようなバーナー,エアポートの構造が提案されている。例えば、特開2005−273973号公報には、低NOx化を達成するバーナーの構造、特開2006−162185号公報には、NOxとCOを同時に低減するエアポートの構造が記載されている。 Against this background, burner and air port structures that reduce CO and NOx have been proposed. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-273993 describes a burner structure that achieves low NOx, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-162185 describes an air port structure that simultaneously reduces NOx and CO.
特開2005−273973号公報,特開2006−162185号公報のいずれも技術も、石炭の燃焼方法として2段燃焼を採用している。この燃焼方法は、バーナーから供給する石炭を空気不足の状態で燃焼させた後、完全燃焼用の空気をエアポートから供給する方法である。 Both of Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2005-273973 and 2006-162185 employ two-stage combustion as a coal combustion method. This combustion method is a method of supplying air for complete combustion from an air port after burning coal supplied from a burner in a state of air shortage.
バーナー、及びエアポートから供給する空気流量を操作する制御技術として、特開平5−33906号公報に記載されている方法がある。特開平5−33906号公報には、ボイラ出口排ガス中の酸素(O2 )濃度の設定値と、計測したO2 濃度の値が一致するようにバーナー、及びエアポートから供給する空気流量を決定する方法が記載されている。また、この技術を用いることによって、ボイラ排ガス中の未燃分、及びNOxの濃度が規制値を超えない範囲内において、運転費用を低減できることが記載されている。 As a control technique for manipulating the flow rate of air supplied from a burner and an air port, there is a method described in JP-A-5-33906. In JP-A-5-33906, the flow rate of air supplied from a burner and an air port is determined so that the set value of the oxygen (O 2 ) concentration in the boiler outlet exhaust gas matches the measured O 2 concentration value. A method is described. Further, it is described that by using this technique, the operating cost can be reduced within a range where the unburned content in the boiler exhaust gas and the concentration of NOx do not exceed the regulation values.
一般に、ボイラにはバーナーが複数本配置されている。特開平5−33906号公報には、バーナー部から投入する空気の総量を決定する技術が記載されている。しかし、複数本あるバーナーの空気流量を個別に設定することに関する記述はないため、各バーナーの空気流量は均一とするか、もしくは空気流量の総量を、各バーナーに予め定められた配分に分配することになる。 Generally, a boiler is provided with a plurality of burners. Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-33906 describes a technique for determining the total amount of air introduced from the burner section. However, since there is no description about setting the air flow rate of a plurality of burners individually, the air flow rate of each burner is uniform or the total amount of air flow is distributed to each burner in a predetermined distribution. It will be.
しかし、微粉炭流量の総量が一定の状態でも、各バーナーに供給される微粉炭流量はバーナー1本毎に均一とならず、時間とともに変動する場合がある。バーナーに供給される微粉炭流量に偏差が生じると、相対的に空気流量が多いバーナーと少ないバーナーが生じる。空気流量が少ないと、微粉炭を完全燃焼できず、これが原因で一酸化炭素が発生する可能性がある。 However, even if the total amount of pulverized coal flow is constant, the pulverized coal flow supplied to each burner is not uniform for each burner and may vary with time. When a deviation occurs in the flow rate of pulverized coal supplied to the burner, a burner having a relatively large air flow rate and a small burner are generated. When the air flow rate is low, pulverized coal cannot be burned completely, and this may cause carbon monoxide.
また、側壁部に配置されたバーナーの微粉炭流量が多くなる場合、あるいは中央部に配置されたバーナーの微粉炭流量が多くなる場合など、微粉炭流量の流量パターンは種々想定される。流量パターンが異なると、ボイラ出口での一酸化酸素濃度も異なる。 Various flow patterns of the pulverized coal flow rate are assumed, for example, when the pulverized coal flow rate of the burner arranged in the side wall portion is increased or when the pulverized coal flow rate of the burner arranged in the center portion is increased. When the flow rate pattern is different, the oxygen monoxide concentration at the boiler outlet is also different.
本発明の目的は、微粉炭流量の流量パターンを考慮してバーナーから投入する空気流量を決定することによって、一酸化炭素濃度を低減する制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a control device that reduces the carbon monoxide concentration by determining the air flow rate supplied from the burner in consideration of the flow pattern of the pulverized coal flow rate.
上記目的を達成するため、ボイラの制御装置は以下の構成とする。燃料と空気をボイラ内に供給する複数本のバーナーと、該バーナーから供給された燃料と空気を燃焼させて生成する燃焼ガスの流れ方向下流側で、この燃焼ガスに空気を供給するエアポートと、前記バーナーとエアポートに供給する空気流量を調整する操作端を有するボイラの制御装置において、前記バーナーに供給する燃料の流量をバーナー毎に計測する計測器を有し、前記計測器で計測した計測値に基づいて、複数本のバーナーに対する燃料流量の流量パターンを生成するパターン化手段と、前記パターン化手段で生成したパターン情報に基づいて、前記バーナー又は、前記エアポートに供給する空気流量を計算する操作信号生成手段を備え、前記パターン化手段では、複数本の各バーナーに供給される燃料流量の新しい計測値と前記流量パターンの類似度に基づいて新しい燃料流量の流量パターンを生成する。 In order to achieve the above object, the boiler control device has the following configuration. A plurality of burners for supplying fuel and air into the boiler, and an air port for supplying air to the combustion gas downstream in the flow direction of the combustion gas generated by burning the fuel and air supplied from the burner; In the control device of the boiler having an operation end for adjusting the air flow rate supplied to the burner and the air port, the boiler has a measuring device for measuring the flow rate of the fuel supplied to the burner for each burner, and the measured value measured by the measuring device Based on the above, a patterning means for generating a flow rate pattern of the fuel flow rate for a plurality of burners, and an operation for calculating the air flow rate supplied to the burner or the air port based on the pattern information generated by the patterning means and a signal generating means, in said patterning means, the flow and the new measured value of the fuel flow rate supplied to each burner a plurality of That generates a new fuel flow rate pattern based on the similarity of the pattern.
本発明によれば、複数あるバーナーから投入される微粉炭流量に偏差がある場合に、ボイラの排ガス中の一酸化炭素を効果的に低減するボイラの制御装置、及びボイラの制御方法が実現できる。 According to the present invention, when there is a deviation in the flow rate of pulverized coal supplied from a plurality of burners, a boiler control device and a boiler control method that effectively reduce carbon monoxide in the exhaust gas of the boiler can be realized. .
次に、本発明の実施例であるボイラの制御装置について、図面を参照して説明する。 Next, a boiler control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、ボイラの制御装置の実施例の系統構成を示すブロック図である。図1において、火力発電プラント100は、制御装置200によって制御される。
FIG. 1 is a block diagram showing a system configuration of an embodiment of a boiler control apparatus. In FIG. 1, the
制御対象の火力発電プラント100を制御する制御装置200には、演算装置としてパターン化手段300,数値解析実行手段400,操作信号生成手段500,学習手段600,モデル700,評価値計算手段800が設けられている。
The
また、制御装置200には、データベースとして、計測信号データベース210、パターンデータベース220,数値解析結果データベース230,操作信号データベース240,制御ロジックデータベース250,学習情報データベース260,プラント情報データベース270が設けられている。
Further, the
また、制御装置200には、外部とのインターフェイスとして、外部入力インターフェイス201、及び外部出力インターフェイス202が設けられている。
Further, the
制御装置200では、外部入力インターフェイス201を介して、火力発電プラント100から計測信号1を制御装置200に取り込み、取り込んだ計測信号2は計測信号データベース210に保存される。また、操作信号生成手段500で生成させる操作信号17は、操作信号データベース240に保存されると供に、外部出力インターフェイス202に伝送される。外部出力インターフェイス202を通過した操作信号18は、火力発電プラント100に伝送される。
In the
数値解析実行手段400では、火力発電プラント100の設計情報が保存されているプラント情報データベースのプラント情報19と、火力発電プラント100を模擬する物理モデルを用いて、火力発電プラント100を対象とした数値解析を実行する。火力発電プラント100を構成するボイラ,バーナー,エアポートの構造、及びバーナー,エアポートに供給する燃料流量、空気流量を境界条件に設定した計算を実行することで、火力発電プラント100の運転特性を予測する。例えば、数値解析実行手段400は、ボイラの設計情報が保存されているプラント情報データベースのプラント情報19と、前記ボイラを模擬する物理モデルを用いて、バーナーに供給する燃料流量又はエアポートに供給する空気流量等のボイラの運用条件と、ボイラの排出ガス中の一酸化炭素濃度,窒素酸化物濃度の少なくとも1つの関係を計算する。数値解析実行手段400を実行することによって得られた数値解析情報6は、数値解析結果データベース230に保存される。
The numerical analysis execution means 400 uses the
パターン化手段300では、計測信号データベース210に保存されている計測信号データ4、及び数値解析結果データベース230に保存されている数値解析データ7を用いて、火力発電プラント100を構成するバーナーに供給される燃料流量をパターン化する。尚、火力発電プラント100の構成については、図2、及び図3を用いて後述する。パターン化手段300で生成したパターン情報5は、パターンデータベース220に保存される。
In the patterning means 300, the
学習手段600では、モデル700を対象に、火力発電プラント100の操作方法を学習する。モデル700は、火力発電プラント100の制御特性を模擬する。すなわち、制御装置200で生成した操作信号18を火力発電プラント100に与え、その制御結果である計測信号1を制御装置200で受信するのと同様に、学習手段600で生成したモデル入力9をモデル700に与え、その制御結果であるモデル出力10を学習手段600が受信する。モデル700は、数値解析結果データベース230に保存されている数値解析データ8、及び計測信号データベース210に保存されている計測信号データ4を用いて、モデル入力9に対応するモデル出力10を計算する。モデル700は、例えばニューラルネットワークなどの統計モデルを用いて構築する。モデル700では、火力発電プラント運転前は、数値解析結果データベース230に保存されている数値解析データ8のみを用いてモデル出力10を計算する。その後、計測信号4を併用して、モデル出力10を計算する。これにより、数値解析実行手段400を動作させる際に使用する物理モデルと、火力発電プラント100の特性が異なる場合は、計測信号データ4を重視してモデル出力10を計算することで、モデル700の特性を火力発電プラント100の特性に近づけることができる。
The
学習手段600では、モデル700で計算されるモデル出力10が、所望の値となるようなモデル入力9の生成方法を学習する。学習手段600でモデル入力9の生成方法を学習するための指標として、評価値計算手段800で計算される評価値11を用いることができる。評価値計算手段800では、モデル出力10が所望の状態であれば評価値11の値を大きく、所望の状態から離れる程、評価値11の値を小さくする。
The learning means 600 learns a method for generating the model input 9 such that the
学習手段600は、強化学習、進化的計算手法などの、種々の最適化手法を適用することによって、構築される。学習手段600では、評価値計算手段800で計算される評価値11が最大となるような操作方法を学習する。学習に用いる拘束条件,モデル出力目標値などの学習情報データ13は、学習情報データベース260に保存されている。また、学習手段600で学習した結果である学習情報12は、学習情報データベース260に保存される。
The learning means 600 is constructed by applying various optimization methods such as reinforcement learning and evolutionary calculation methods. The learning means 600 learns an operation method that maximizes the evaluation value 11 calculated by the evaluation value calculation means 800.
操作信号生成手段500では、計測信号データベース210に保存されている計測信号データ3,パターンデータベース220に保存されているパターンデータ16,学習情報データベース260に保存されている学習情報データ14、及び、制御ロジックデータベース250に保存されている制御ロジックデータ15を必要に応じて取得し、これらの情報を用いて、火力発電プラント100を制御する操作信号17を生成する。
In the operation signal generating means 500, the
火力発電プラント100の運転員は、キーボード901とマウス902で構成される外部入力装置900を用いて保守ツール入力信号51を生成し、この信号を保守ツール910に入力することによって、制御装置200に配置されているデータベースの情報を、画像表示装置950に表示できる。
An operator of the
保守ツール910は、外部入力インターフェイス920,データ送受信部930、及び外部出力インターフェイス940で構成される。
The
外部入力装置900で生成した保守ツール入力信号51は、外部入力インターフェイス920を介して保守ツール910に取り込まれる。保守ツール910のデータ送受信部930では、保守ツール入力信号52の情報に従って、制御装置200に配置されているデータベースからデータベース情報50を取得する。
The maintenance
データ送受信処理部930では、データベース情報50を処理した結果得られる保守ツール出力信号53を、外部出力インターフェイス940に送信する。保守ツール出力信号54は、画像表示装置950に表示される。
The data transmission /
尚、上記した実施例の制御装置200では、計測信号データベース210,パターンデータベース220,数値解析結果データベース230,操作信号データベース240,制御ロジックデータベース250,学習情報データベース260,プラント情報データベース270,パターン化手段300,数値解析実行手段400,学習手段600,モデル700、及び評価値計算手段800が制御装置200の内部に配置されているが、これらの全て、あるいは一部を制御装置200の外部に配置してもよい。
In the
図2は、火力発電プラント100の概略を示す図である。火力発電プラントを構成するボイラ101には、ミル110で石炭を細かく粉砕した燃料となる微粉炭と、微粉炭搬送用の1次空気、及び燃焼調整用の2次空気を供給するバーナー102が設けられており、このバーナー102を介して供給した微粉炭をボイラ101の内部で燃焼させる。尚、微粉炭と1次空気は配管134から、2次空気は配管141からバーナー102に導かれる。
FIG. 2 is a diagram showing an outline of the
また、ボイラ101には2段燃焼用のアフタエアをボイラ101に投入するアフタエアポート103が設けられており、アフタエアは配管142からアフタエアポート103に導かれる。
Further, the
微粉炭の燃焼により発生した高温の燃焼ガスは、ボイラ101の内部の経路に沿って下流側に流れた後、ボイラ101に配置された熱交換器106を通過して熱交換した後、エアーヒーター104を通過する。エアーヒーター104を通過したガスは、排ガス処理を施した後、煙突から大気に放出される。
The high-temperature combustion gas generated by the combustion of the pulverized coal flows downstream along the path inside the
ボイラ101の熱交換器106を循環する給水は、給水ポンプ105を介して熱交換器106に給水を供給し、熱交換器106においてボイラ101を流下する燃焼ガスによって加熱され、高温高圧の蒸気となる。尚、本実施例では熱交換器の数を1つとしているが、熱交換器を複数配置するようにしてもよい。
The feed water circulating through the
熱交換器106を通過した高温高圧の蒸気は、タービンガバーナー107を介して蒸気タービン108に導かれ、蒸気の持つエネルギーによって蒸気タービン108を駆動して発電機109で発電する。
The high-temperature and high-pressure steam that has passed through the
火力発電プラントには、火力発電プラントの運転状態を検出する様々な計測器が配置されており、これらの計測器から取得されたプラントの計測信号は、計測信号1として制御装置200に送信される。例えば、図2には、流量計測器150,温度計測器151,圧力計測器152,発電出力計測器153、及び濃度計測器154が図示されている。
In the thermal power plant, various measuring devices that detect the operating state of the thermal power plant are arranged, and the measurement signal of the plant acquired from these measuring devices is transmitted to the
流量計測器150では、給水ポンプ105からボイラ101に供給される給水の流量を計測する。また、温度計測器151、及び圧力計測器152は、熱交換器106から蒸気タービン108に供給される蒸気の温度、及び圧力を計測する。
The flow
発電機109で発電された電力量は、発電出力計測器153で計測する。ボイラ101を通過する燃焼ガスに含まれている成分(CO,NOxなど)の濃度に関する情報は、ボイラ101の下流側に設けた濃度計測器154で計測することができる。
The amount of power generated by the
尚、一般的には図2に図示した以外にも多数の計測器が火力発電プラントに配置されているが、ここでは図示を省略する。 In general, many measuring instruments other than those shown in FIG. 2 are arranged in the thermal power plant, but the illustration is omitted here.
次に、ボイラ101の内部にバーナー102から投入される1次空気と2次空気の経路、及びアフタエアポート103から投入されるアフタエアの経路について説明する。
Next, the paths of primary air and secondary air that are input from the
1次空気は、ファン120から配管130に導かれ、途中でボイラ101の下流側に設置されたエアーヒーター104を通過する配管132と通過せずにバイパスする配管131とに分岐して、再び配管133にて合流し、バーナー102の上流側に設置されたミル110に導かれる。
The primary air is guided from the
エアーヒーター104を通過する空気は、ボイラ101を流下する燃焼ガスにより加熱される。この1次空気を用いて、ミル110において粉砕した微分炭を1次空気と共にバーナー102に搬送する。
The air passing through the
2次空気、及びアフタエアは、ファン121から配管140に導かれ、エアーヒーター104で同様にして加熱された後に、2次空気用の配管141とアフタエア用の配管142とに分岐して、それぞれバーナー102とアフタエアポート103に導かれる。
The secondary air and the after air are led from the
図3は、バーナーに供給される微粉炭と空気の経路を説明する図である。 FIG. 3 is a diagram for explaining the route of pulverized coal and air supplied to the burner.
図3(a)に示すように、ボイラ101には、バーナーがボイラ101の幅方向に複数本配置される。図3(a)では、バーナー102A,102B,102C,102D,102Eの5本配置されている例を示しているが、この数は任意である。また、図3(a)では、ボイラの高さ方向に、バーナーを一段で配置しているが、複数段配置することもできる。
As shown in FIG. 3A, a plurality of burners are arranged in the
図3(b)に示すように、各バーナーとミルは、配管134A,134B,134C,134D,134Eで接続される。各配管には、それぞれ微粉炭流量計測器155A,155B,155C,155D,155Eを配置する。これにより、バーナー102A,102B,102C,102D,102Eに投入される微粉炭の流量を全て計測する。計測した信号は、計測信号1として制御装置200に伝送される。尚、本実施例ではバーナー全てに微粉炭流量計測器を配置しているが、全てのバーナーに配置する必要は必ずしもない。また、数本のバーナーから供給される微粉炭流量を纏めて計測するように、微粉炭流量計測器を配置してもよい。
As shown in FIG.3 (b), each burner and mill are connected by piping 134A, 134B, 134C, 134D, 134E. In each pipe, pulverized coal flow
また、2次空気は、配管141を介して各バーナーに供給される。図3(b)に示すように、配管141の内部に、エアダンパ160A,160B,160C,160D,160Eが設けられている。各バーナーに供給する2次空気流量の流量は、エアダンパの開度を調整することで、制御できる。エアダンパ開度の指令信号は、制御装置200から与えられる操作信号18に含まれる。
Moreover, secondary air is supplied to each burner via the
制御装置200は、各バーナーに供給される微粉炭流量の情報を用いて、各バーナーに供給する空気流量を決定する。
The
図4は、操作信号生成手段500の系統構成を示すブロック図であり、操作信号17のうち、各バーナーに供給する空気流量の指令信号(空気ダンパ開度の指令信号)を決定するブロック図である。 FIG. 4 is a block diagram showing a system configuration of the operation signal generation means 500, and is a block diagram for determining an air flow rate command signal (air damper opening command signal) to be supplied to each burner among the operation signals 17. is there.
操作信号生成手段500には、演算装置として基準信号生成手段510,相対値計算手段520,ゲイン設定手段530,上下限値設定手段540,乗算器550,切替器560,561,一定値生成器570,571、及び加算器580が設けられている。
The operation
基準信号生成手段510は、バーナー部から投入する総空気流量を計算し、これをプログラム制御によって各バーナーに配分する。基準信号生成手段510で基準信号501を計算する際、全てのバーナーから投入する空気量が均一となるように計算しても、予め定められたアルゴリズム(プログラム)に従って、各バーナーから投入する空気流量を計算してもよい。
The reference signal generation means 510 calculates the total air flow rate supplied from the burner unit and distributes it to each burner by program control. When calculating the
相対値計算手段520では、計測器で計測した燃料流量に基づき、バーナー毎に燃料流量の平均値に対する燃料流量の相対値を計算する。例えば、計測信号データ3を用いて、各バーナーの微粉炭流量の相対値502を、(1)(2)式に従って計算する。ただし、1<i<imax 、imax はバーナーの本数、ri はバーナーiの微粉炭流量の相対値、CFi はバーナーiから投入される微粉炭流量の計測値、及び、CFaverage はバーナーから投入される微粉炭流量の平均値である。
The relative value calculation means 520 calculates the relative value of the fuel flow rate with respect to the average value of the fuel flow rate for each burner based on the fuel flow rate measured by the measuring instrument. For example, using the
尚、本実施例ではCFi をバーナーiから投入される微粉炭流量の計測値としたが、計測値の移動平均計算、あるいはローパスフィルタなどを用いることで、計測信号に含まれているノイズを除去した信号をCFi とし、このCFi を用いて計算したri を相対値502とすることもできる。
In this embodiment, CF i is a measured value of the pulverized coal flow rate supplied from the burner i. However, by using a moving average calculation of the measured value or a low-pass filter, noise included in the measurement signal is reduced. The removed signal may be CF i, and r i calculated using this CF i may be the
乗算器550では、相対値502とゲイン509を用いて、(3)式に従って信号503を計算する。ただし、(3)式において、si は信号503、Gはゲイン509である。
ゲイン509は、ゲイン設定手段530,一定値生成器570,切替器560を用いて計算される。
The
切替器560では、ゲイン設定手段530で計算されたゲイン候補507と、一定値生成器570で生成した一定値(α)508の2つの入力に対し、ゲイン候補507か一定値(α)508のいずれか1つの信号を、ゲイン509として出力する。尚、一定値生成器570で生成する一定値(α)508の値は、制御ロジックデータベース250を介して、火力発電プラント100の運転員が、任意に設定できる。
In the
ゲイン設定手段530では、計測信号データ3を用いて、ゲイン候補507を生成する。ゲイン設定手段530では、パターンデータベース220に保存されているパターンと、計測信号データ3の類似度を求め、類似度の高いパターンに対する空気流量調整ゲインの値を、学習情報データベース260から抽出し、ゲイン候補507とする。本実施例では(3)式のようにバーナー毎の相対値に乗じるゲインの値をGと一定にしているが、ゲインの値をバーナー毎に変更することもできる。尚、パターンデータベース220に保存されるパターン,学習情報データベース260に保存される情報の詳細は、後述する。
The gain setting means 530 generates a
上下限値設定手段540では、信号503を用いて、(4)式に従って補正信号候補504を計算する。ここで、ti は補正信号候補504、tmax は補正信号候補504の上限値、及びtmin は補正信号候補504の下限値である。また、tmax 、及びtmin は、火力発電プラント100の運転員が、任意に設定できる。
The upper / lower limit value setting means 540 uses the
切替器561では、上下限値設定手段540で計算された補正信号候補504と、一定
値生成器571で生成した一定値(0)505の2つの入力に対し、補正信号候補504
か一定値(0)508のいずれか1つの信号を、補正信号506として出力する。一定値
生成器571では、ゼロの値を生成する。
In the
Any one of the fixed values (0) 508 is output as the
加算器580では、補正信号506と基準信号501を加算し、操作信号17を計算する。切替器561を備えている効果により、基準信号501と操作信号17を一致させることができる。
The
上述の様に、操作信号生成手段500は、燃料流量のパターンデータ16に基づいて空気流量調整ゲインGを決定し、バーナーに供給する燃料流量をバーナー毎に計測した燃料流量に基づき、バーナー毎に燃料流量の平均値に対する燃料流量の相対値を計算し、空気流量調整ゲインGと相対値に基づいて、バーナーに供給する空気流量Siを計算する。尚、相対値は相対量でもよいし、相対比率でも良い。
As described above, the operation
図5は、基準信号501,相対値502,信号503,操作信号17の一実施例であり、操作信号17の生成方法を説明する図である。尚、図中A〜Eは、バーナーを識別するために設けた符号である。
FIG. 5 is an example of the
図5(a)に示すように、基準信号生成手段510で生成される基準信号501は、全てのバーナー同じ値であり、仮にこれを操作信号17と一致させれば全てのバーナーから供給される空気流量が同じ流量となる。図5(b)に示すように、(1)(2)式を用いて計算される相対値502は、各バーナーで異なる。図5(b)は、バーナーA,Eから供給される微粉炭流量が平均値よりも少なく、バーナーB,C,Dから供給される微粉炭流量が平均値よりも多いことを意味する。
As shown in FIG. 5A, the
図5(c)は、相対値502にゲイン509を乗じて計算される信号503である。信号503の全ての値がtmin 以上tmax 以下であり、さらに切替器561で、補正信号候補504を補正信号506とした場合、操作信号17は、図5(d)に示すように、図5(a)と図5(c)の値を加算した値となる。
FIG. 5C shows a
このように操作信号17を生成することによって、微粉炭流量が多いバーナーには空気を多く供給し、微粉炭流量が少ないバーナーには空気を少なく供給する。尚、本実施例では、パターンに応じてバーナー部から投入する空気流量を調整する方法を記載しているが、パターンに応じてアフタエアポート部から投入する空気流量を調整することもできる。また、バーナー部,アフタエアポート部の両方の空気流量を調整することもできる。
By generating the
以下では、図4におけるゲイン設定手段530で参照するパターンデータベース220,学習情報データベース260に保存するデータの生成方法、及び、ゲイン候補507の生成方法について説明する。
Hereinafter, a method for generating data to be stored in the
図6は、制御装置200の動作フローチャート図である。図6に示すように、制御装置200は、ステップ1000,1010,1020,1030,1040,1050,1060,1070を組み合わせて実行する。以下では、それぞれのステップについて説明する。
FIG. 6 is an operation flowchart of the
まず、ステップ1000では、数値解析手段400を動作させ、火力発電プラント100の数値解析を実施する。この結果得られる数値解析情報6が、数値解析結果データベース230に保存される。また、数値解析結果データベース230に保存される数値解析データ7が、パターン化手段300に送られる。詳細は図7等で後述するが、数値解析データ7には、微粉炭流量の流量パターンに関する情報が含まれる。
First, in step 1000, the
ステップ1010では、学習手段600,モデル700,評価値計算手段800を組み合わせて実行する学習を実施するかどうかについて判定する。学習を実施する場合は、YESのルートに進み、実施しない場合はNOのルートに進む。
In step 1010, it is determined whether or not learning to be performed by combining the
ステップ1020では、数値解析結果データベース230、及び計測信号データベース210に保存さているデータに基づいて、モデル700を構築する。火力発電プラント100を運転開始した直後は、計測信号データベース210には、データが蓄積されていない。この状況下では、数値解析結果データベース230に保存されている数値解析データ8を用いて、モデル700を構築する。その後、計測データ1を取得し、計測信号データベース210にデータが蓄積された場合には、モデル700と火力発電プラント100の特性が一致するように、モデル700を修正する。モデル700を用いて、火力発電プラント100から排出されるCO,NOx濃度などを予測する。
In step 1020, the
ステップ1030では、学習手段600,モデル700,評価値計算手段800を組み合わせて、火力発電プラント100の操作方法、すなわち、空気流量調整ゲインの設定方法を学習する。ステップ1030で得られた学習情報12は、学習情報データベース260に保存される。
In step 1030, the learning means 600, the
ステップ1040では、操作信号生成手段500を動作させ、操作信号17を生成し、操作信号を火力発電プラント100に与える。
In step 1040, the operation
ステップ1050では、ステップ1040で生成した操作信号17を火力発電プラント100に与えた結果である計測信号1、及び計測信号2を取得し、計測信号を計測信号データベース210に保存する。
In Step 1050, the
ステップ1060では、ステップ1010で生成した微粉炭流量の流量パターンに、新たなパターンを追加するかどうかを判定する。パターン追加を実施する場合は、YESのルートに進み、実施しない場合はNOのルートに進む。 In step 1060, it is determined whether or not a new pattern is added to the flow pattern of the pulverized coal flow generated in step 1010. If the pattern addition is to be performed, the process proceeds to a YES route, and if not, the process proceeds to the NO route.
ステップ1070では、パターン化手段300を実行し、パターンを追加する。 In step 1070, the patterning means 300 is executed to add a pattern.
尚、ステップ1010,ステップ1060でYES/NOのどちらに進むかは、事前に火力発電プラント100の運転員によって設定することができる。また、学習の性能,パターンの性能について評価し、この評価結果に基づいてYES/NOのどちらに進むかを決定することもできる。
It should be noted that whether to proceed to YES / NO in step 1010 or step 1060 can be set in advance by the operator of the
以下、図7〜図10を用いて、図6の要素毎に動作内容を説明する。 Hereinafter, the operation content will be described for each element of FIG. 6 with reference to FIGS.
図7は、ステップ1000の詳細を説明する図である。図7(a)に示すように、ステップ1000は、ステップ1001,1002,1003に細分化される。 FIG. 7 is a diagram for explaining the details of step 1000. As shown in FIG. 7A, step 1000 is subdivided into steps 1001, 1002, and 1003.
ステップ1001では、数値解析実行手段400を実行するための解析条件を設定する。図7(b)は、解析条件のフォーマットの一実施例である。図7(b)に示すように、バーナーA〜Eから投入する微粉炭流量と、空気流量調整ゲインを設定する。バーナーA〜Eから投入する微粉炭流量の流量パターンは、プラント情報データベース270に保存されているプラント情報19を用いて設定する。図7(b)では、微粉炭流量がバーナーA〜Eに均等に入る場合(A〜Eまで全て16kg/s)と、バーナーAから投入される微粉炭流量が多く、バーナーB〜Eから投入される微粉炭流量が少ない場合を例に、記載している。
In step 1001, analysis conditions for executing the numerical analysis execution means 400 are set. FIG. 7B is an example of a format of analysis conditions. As shown in FIG. 7B, the pulverized coal flow rate supplied from the burners A to E and the air flow rate adjustment gain are set. The flow pattern of the pulverized coal flow rate supplied from the burners A to E is set using the
プラント情報19には、ミルの110の特性を示す特性情報、ミルとバーナーを接続する配管の長さ、ミルとバーナーを接続する配管の曲がり数に関する情報が含まれる。これらの情報の少なくとも一つを用いることで、バーナーA〜Eとミルを接続する配管の圧損を計算できる。配管の長さが長く、曲がり数が多いと、圧損が大きくなり、バーナーに供給される微粉炭流量が少なくなる可能性がある。例えば、図3(b)のようにミルとバーナーが接続されていることを想定する。図3(b)に示すように、バーナーAとミルを接続する配管の曲がり数はゼロであるのに対し、バーナーB〜Eとミルを接続する配管の曲がり数は2である。この場合、バーナーB〜Eとミルを接続する配管の方が、バーナーAとミルを接続する配管よりも圧損が大きくなり、通過する微粉炭流量が少なくなる。
The
このように、プラントの設計情報を用いて、微粉炭流量の流量パターンを複数種類想定し、その流量パターンを解析の境界条件に設定する。 In this way, a plurality of pulverized coal flow patterns are assumed using the plant design information, and the flow patterns are set as boundary conditions for analysis.
また、空気流量調整ゲインは、図4における乗算器50のゲイン509と同一の意味の値である。図7(b)では、空気流量調整ゲインを0.1〜2.0の範囲で0.1 刻みに変更させ、解析条件を設定する。空気流量の境界条件は、微粉炭流量の相対値に空気流量調整ゲインを乗じることにより決定する。
Further, the air flow rate adjustment gain has the same meaning as the
ステップ1002では、ステップ1001で設定した解析条件に基づいて、数値解析実行手段400を動作させる。ステップ1003では、ステップ1002を実施して得られた数値解析情報6を、数値解析結果データベース230に保存する。また、微粉炭流量の流量パターンは、パターン生成手段300を介してパターンデータベース220に保存する。
In step 1002, the numerical analysis execution means 400 is operated based on the analysis conditions set in step 1001. In step 1003, the
図8は、モデル700の構築方法と、学習手段600の動作内容を説明する図である。図8を用いて、図6におけるステップ1020,1030の動作内容を説明する。
FIG. 8 is a diagram for explaining the construction method of the
図8(a)は、モデル700の構築方法を説明する図である。数値解析結果データベース230には、パターン毎に、空気流量調整ゲインを変化させた時のCO濃度に関する数値解析結果が保存されている。モデル700では、この数値解析結果をニューラルネットワーク,スプラインなどの手法を用いて補間することにより、図8(a)に示すようなモデルを構築する。このモデル700を用いることで、空気流量調整ゲインの値に対するCO濃度を推定できる。
FIG. 8A is a diagram for explaining a method for constructing the
尚、図8(a)では、空気流量調整ゲインとCO濃度の関係を示しているが、空気流量調整ゲインとNOx濃度,O2 濃度,未燃分,水銀など、ボイラ特性に関わる項目を、モデル700を用いて推定することもできる。
FIG. 8A shows the relationship between the air flow rate adjustment gain and the CO concentration. The items relating to the boiler characteristics such as the air flow rate adjustment gain and the NOx concentration, O 2 concentration, unburned component, mercury, etc. It can also be estimated using the
図8(a)に示すように、微粉炭流量の流量パターンによって、空気流量調整ゲイン変化に対するCO濃度の変化傾向が異なる。図8(a)の例では、パターン1では空気流量調整ゲインが0.0〜2.0の範囲では、空気流量調整ゲインが大きいほどCO濃度が低くなるのに対し、パターン2は空気流量調整ゲインが0.8 の場所でCO濃度が最小となる。このように、空気流量調整ゲイン変化に対するCO濃度の変化傾向が、微粉炭流量の流量パターンによって異なるので、CO濃度を最小とするには微粉炭流量の流量パターン毎に空気流量調整ゲインを設定する必要がある。
As shown to Fig.8 (a), the change tendency of CO density | concentration with respect to air flow adjustment gain change changes with the flow patterns of pulverized coal flow. In the example of FIG. 8A, in the
学習手段600では、最適な空気流量調整ゲインの値を微粉炭流量の流量パターン毎に学習する。学習は、評価値計算手段800で計算される評価値11を指標に実施する。学習手段600では、評価値11が最大となる空気流量調整ゲインの設定方法を学習する。
The learning means 600 learns the optimum air flow rate adjustment gain value for each flow pattern of the pulverized coal flow rate. Learning is performed using the evaluation value 11 calculated by the evaluation value calculation means 800 as an index. The
図8(b)は、評価値計算手段800で、CO濃度が低い程評価値が高くなるように計算した場合の空気流量調整ゲインと評価値の関係を説明する図である。尚、評価値計算手段800では、CO濃度だけでなく、NOx濃度,O2 濃度,未燃分,水銀の値など、ボイラ特性に関わる値を基に、評価値を計算するようにしてもよい。
FIG. 8B is a diagram for explaining the relationship between the air flow rate adjustment gain and the evaluation value when the evaluation
図8(b)に示すように、評価値が最大となるのは、パターン1では空気流量調整ゲインが2.0の時、パターン2では0.8の時である。学習手段600では、評価値11が最大となるように学習するので、パターン1の時は空気流量調整ゲインを2.0 に設定し、パターン2の時は0.8に設定すればよいことを学習する。
As shown in FIG. 8B, the maximum evaluation value is obtained when the air flow rate adjustment gain is 2.0 in
図9は、学習情報データベース260、及びパターンデータベース220に保存されているデータの態様である。図9に示すように、パターンと空気流量調整ゲインを対応させたデータが保存されている。これは、図8(b)で説明した方法で、各パターンに対する空気流量調整ゲインを決定した結果である。この値に従って、ゲイン設定手段530では、ゲイン候補507を計算する。ステップ1040では、操作信号生成手段500で操作信号17を生成し、この信号を火力発電プラント100に与える。これにより、評価値計算手段800で計算される評価値11が最大となる操作信号を、火力発電プラント100に与えることができる。ステップ1050では、火力発電プラント100から計測信号1を取得する。
FIG. 9 shows an aspect of data stored in the learning
図10は、ステップ1060の詳細を説明する図である。図10に示すように、ステップ1060は、ステップ1061,1062,1063,1064に細分化される。 FIG. 10 is a diagram for explaining details of step 1060. As shown in FIG. 10, step 1060 is subdivided into steps 1061, 1062, 1063, 1064.
ステップ1061では、計測信号1から、各バーナーに供給される微粉炭流量の計測値情報を抽出し、新しい流量パターンを生成する。ステップ1062では、パターンデータベース220に保存されている既存のパターンと、ステップ1061で生成した新しい流量パターンの類似度を評価する。類似度は、例えば式(5)で求める。ここで、In はn番目の既存パターンと新パターンとの類似度、n(1<n<nmax )はパターンデータベース220に保存されているパターンの番号、nmax はパターンデータベース220に保存されているパターンの総数、CFniはパターンデータベース220に保存されているパターンにおいてバーナーiから投入される微粉炭流量の値、CFi はバーナーiから投入される微粉炭流量の計測値である。
In Step 1061, the measurement value information of the pulverized coal flow rate supplied to each burner is extracted from the
ステップ1063では、まず、ステップ1062で計算した類似度が最も大きいパターンについて、図8(a)のモデルで推定したCO濃度値と実測のCO濃度値の誤差を計算する。 In step 1063, first, an error between the CO concentration value estimated by the model of FIG. 8A and the actually measured CO concentration value is calculated for the pattern having the largest similarity calculated in step 1062.
ステップ1064では、ステップ1063で計算した誤差が閾値以下の場合、パターンを追加せず、ステップ1010へ進む。この場合、ステップ1020に進んだ際に、実測のCO濃度値とモデル700の特性が一致するように、図8(a)のCO特性曲線を修正する。
In step 1064, if the error calculated in step 1063 is less than or equal to the threshold value, no pattern is added and the process proceeds to step 1010. In this case, when proceeding to step 1020, the CO characteristic curve of FIG. 8A is corrected so that the actually measured CO concentration value matches the characteristic of the
誤差が閾値以上の場合は、ステップ1070に進み、ステップ1061で生成した新パターンをパターンデータベース220に保存する。その後、ステップ1000にて、新パターンについて空気流量調整ゲインを変化させた条件で数値解析を実行する。
If the error is greater than or equal to the threshold, the process proceeds to step 1070 and the new pattern generated in step 1061 is stored in the
次に、図10のフローチャートを用いてパターンを追加することの効果を説明する。 Next, the effect of adding a pattern will be described using the flowchart of FIG.
制御装置200では、微粉炭流量の流量パターンを事前に想定し、その流量パターンについて数値解析を実行する。しかし、バーナーの本数が多く、また、微粉炭流量は連続値であるため、流量パターンは無数に存在する。そのため、全ての流量パターンについて数値解析を実行することは難しい。図7を説明する際に述べたように、プラント情報データベース270に保存されている情報を基に流量パターンを設定している。火力発電プラント100の運転時には、このときに設定した流量パターンとは異なる、新しい流量パターンが生じる可能性がある。新しい流量パターンと既存の流量パターンを比較し、空気流量調整ゲインの変化に対するボイラ特性の変化が同じような場合には、既存の流量パターンの学習結果で新しい流量パターンに対応する。また、新しい流量パターンが既存の流量パターンと特性が異なる場合は、新しい流量パターンに対応した数値解析を実施することで、対応する。この結果、新しい流量パターンを経験すれば、その流量パターンに対する最適な空気流量調整ゲインを設定できる。この結果、火力発電プラント100から排出されるCOを低減できる。
In the
また、制御装置200を用いることで、ボイラに投入する空気流量を最小化できる。この結果、ファン動力を最小化でき、ボイラで消費する電力を削減できる。また、ボイラのサイズを小さくすることもできる。
Moreover, by using the
図11は、計測値の時間変化を説明する図である。 FIG. 11 is a diagram for explaining the time change of the measurement value.
微粉炭流量計測器で微粉炭流量を計測するのに計測遅れがある。また、図3に示すように、微粉炭は、微粉炭流量計測器が配置されている場所を通過した後、バーナーに供給され、火炉に導かれる。 There is a measurement delay in measuring the pulverized coal flow rate with the pulverized coal flow meter. Moreover, as shown in FIG. 3, after passing through the place where the pulverized coal flow rate measuring device is arranged, the pulverized coal is supplied to the burner and guided to the furnace.
計測遅れ時間と微粉炭が微粉炭流量計測器を通過してから火炉に投入されるまでの時間が一致する場合は、計測値と火炉に投入される微粉炭流量値が一致する。しかし、計測遅れ時間より、微粉炭が微粉炭流量計測器を通過してから火炉に投入されるまでの時間が短い場合、図11(a)に示すように、火炉に投入される微粉炭流量よりも、計測値が微粉炭流量値よりも遅れる。逆に、計測遅れ時間より、微粉炭が微粉炭流量計測器を通過してから火炉に投入されるまでの時間が長い場合、図11(b)に示すように、火炉に投入される微粉炭流量よりも、微粉炭流量値が計測値よりも遅れる。 When the measurement delay time and the time from when the pulverized coal passes through the pulverized coal flow meter to the time when the pulverized coal is input to the furnace match, the measured value and the pulverized coal flow rate value input to the furnace match. However, when the time from when the pulverized coal passes through the pulverized coal flow rate measuring device to when it is introduced into the furnace is shorter than the measurement delay time, as shown in FIG. 11 (a), the pulverized coal flow rate that is introduced into the furnace. The measured value is later than the pulverized coal flow rate value. On the contrary, when the time from when the pulverized coal passes through the pulverized coal flow rate measuring device to when it is input into the furnace is longer than the measurement delay time, as shown in FIG. 11B, the pulverized coal input into the furnace. The pulverized coal flow rate value is delayed from the measured value.
微粉炭流量計測器155とバーナー102を接続する配管の長さを微粉炭の流速で除することで、微粉炭が微粉炭流量計測器155を通過してから火炉に投入されるまでの時間を計算できる。また、微粉炭流量計測器155の計測遅れ時間は事前に把握できる。微粉炭流量計測器155とバーナー102を接続する配管の長さ,微粉炭の流速,計測遅れ時間の情報を用いることで、計測値と火炉に投入される微粉炭流量値を一致するように、計測値を補正できる。図4の操作信号生成手段500には図示していないが、操作信号生成手段500に、上述したように計測信号データ3を処理し、計測値と火炉に投入される微粉炭流量値を一致させる機能である計測値補正手段を持たせることもできる。
By dividing the length of the pipe connecting the pulverized coal flow rate measuring device 155 and the
また、エアダンパを操作し、空気流量が所望の値と一致するまでには、時間遅れがある。微粉炭流量計測器とバーナーを接続する配管を長くすることで、この時間遅れに伴う制御性能の低下を抑制できる。火力発電プラント100には、以上述べたことを考慮して微粉炭流量計測器155を配置するようにしてもよい。
Further, there is a time delay until the air damper is operated and the air flow rate matches the desired value. By lengthening the pipe connecting the pulverized coal flow rate measuring instrument and the burner, it is possible to suppress a decrease in control performance due to this time delay. In consideration of the above, the pulverized coal flow rate measuring device 155 may be arranged in the
図11(c)は、発電出力変化時の出力と微粉炭流量の経時変化である。図11(c)に示すように、出力変化時は、微粉炭流量の総量変化が大きい。このような場合、図11(a)(b)で述べたような計測値と火炉に投入される微粉炭流量値には、偏差が生じる可能性がある。この影響を補正するため、操作信号生成手段500に、ミルに供給される微粉炭流量,動力に基づいて、微粉炭流量計測値を補正する機能を持たせることもできる。また、計測する燃料流量の値を補正するため、計測器とバーナーを接続する配管の長さ,微粉炭の流速,計測器の計測遅れ時間の少なくとも一つの情報を用いることができる。また、パターン化手段300に、ミルに供給される微粉炭流量,動力の情報と、微粉炭流量測定値の関係を評価し、ミルに供給される微粉炭流量,動力の情報と、微粉炭流量の流量パターンの関係を生成する機能を持たせることもできる。 FIG. 11 (c) shows the change over time in the output and the pulverized coal flow rate when the power generation output is changed. As shown in FIG. 11C, the change in the total amount of the pulverized coal flow rate is large when the output changes. In such a case, there may be a deviation between the measured value as described in FIGS. 11 (a) and 11 (b) and the pulverized coal flow rate value input to the furnace. In order to correct this influence, the operation signal generating means 500 can be provided with a function of correcting the measured value of the pulverized coal flow rate based on the pulverized coal flow rate and power supplied to the mill. In addition, in order to correct the value of the fuel flow rate to be measured, at least one information of the length of the pipe connecting the measuring instrument and the burner, the flow rate of pulverized coal, and the measurement delay time of the measuring instrument can be used. Further, the patterning means 300 evaluates the relationship between the pulverized coal flow rate and power information supplied to the mill and the measured value of the pulverized coal flow rate, and the pulverized coal flow rate and power information supplied to the mill and the pulverized coal flow rate. It is also possible to have a function of generating the relationship between the flow rate patterns.
図12,図13は、画像表示装置950に表示される画面の実施例である。
12 and 13 are examples of screens displayed on the
図12に示すように、制御装置200を用いることにより、微粉炭流量計測器155A,155B,155C,155D,155Eで計測した微粉炭流量と、操作信号生成手段500で計算した空気流量の指令値を同一画面上に表示できる。これにより、火力発電プラント100の運転状態を容易に把握できる。
As shown in FIG. 12, by using the
尚、微粉炭流量や空気流量についてバーナー毎に表示することにより相対値を把握することもできる。 In addition, a relative value can also be grasped | ascertained by displaying for every burner about pulverized coal flow volume and air flow volume.
図13は、パターン化手段300を用いて生成されたパターンを図示した例である。
FIG. 13 is an example illustrating a pattern generated using the
図13に示すように、パターンの形状と特徴・特性を画面に表示できる。これにより、パターン化手段300で生成されたパターンを容易に確認できる。 As shown in FIG. 13, the shape of the pattern and the features / characteristics can be displayed on the screen. Thereby, the pattern produced | generated by the patterning means 300 can be confirmed easily.
100 火力発電プラント
200 制御装置
201,920 外部入力インターフェイス
202,940 外部出力インターフェイス
210 計測信号データベース
220 パターンデータベース
230 数値解析結果データベース
240 操作信号データベース
250 制御ロジックデータベース
260 学習情報データベース
270 プラント情報データベース
300 パターン化手段
400 数値解析実行手段
500 操作信号生成手段
600 学習手段
700 モデル
800 評価値計算手段
900 外部入力装置
901 キーボード
902 マウス
910 保守ツール
930 データ送受信処理部
950 画像表示装置
DESCRIPTION OF
Claims (18)
前記計測器で計測した計測値に基づいて、複数本のバーナーに対する燃料流量の流量パターンを生成するパターン化手段と、
前記パターン化手段で生成したパターン情報に基づいて、前記バーナー又は、前記エアポートに供給する空気流量を計算する操作信号生成手段を備え、
前記パターン化手段では、複数本の各バーナーに供給される燃料流量の新しい計測値と前記流量パターンの類似度に基づいて新しい燃料流量の流量パターンを生成することを特徴とするボイラの制御装置。 A plurality of burners for supplying fuel and air into the boiler, an air port for supplying air to the combustion gas on the downstream side in the flow direction of the combustion gas generated by burning the fuel and air supplied to the burner, and In a boiler control device having an operation end for adjusting a flow rate of air supplied to a burner and an air port, and a measuring instrument for measuring a flow rate of fuel supplied to the burner,
Patterning means for generating a flow pattern of the fuel flow rate for a plurality of burners based on the measurement value measured by the measuring instrument;
Based on the pattern information generated by the patterning means, the operation signal generating means for calculating the flow rate of air supplied to the burner or the air port ,
A boiler control apparatus characterized in that the patterning means generates a flow pattern of a new fuel flow rate based on a new measured value of the fuel flow rate supplied to each of a plurality of burners and the similarity between the flow rate patterns .
前記操作信号生成手段は、
前記パターン化手段で生成したパターン情報に基づいて空気流量調整ゲインを決定するゲイン設定手段と、
前記計測器で計測した燃料流量に基づき、バーナー毎に燃料流量の平均値に対する燃料流量の相対値を計算する相対値計算手段とを有し、
前記ゲイン設定手段で設定した空気流量調整ゲインと、前記相対値計算手段で計算した相対値に基づいて、前記バーナーに供給する空気流量を計算することを特徴とするボイラの制御装置。 In the boiler control device according to claim 1,
The operation signal generating means includes
Gain setting means for determining an air flow rate adjustment gain based on the pattern information generated by the patterning means;
Relative value calculation means for calculating a relative value of the fuel flow rate with respect to the average value of the fuel flow rate for each burner based on the fuel flow rate measured by the measuring instrument,
A boiler control device that calculates an air flow rate supplied to the burner based on an air flow rate adjustment gain set by the gain setting unit and a relative value calculated by the relative value calculation unit.
ボイラの設計情報が保存されているプラント情報データベースの情報と、前記ボイラを模擬する物理モデルを用いて、ボイラの運用条件と一酸化炭素濃度,窒素酸化物濃度の少なくとも1つの関係を計算する数値解析実行手段と、
前記数値解析を実施した結果と、前記ボイラの計測値の少なくとも1つを用いて構築する前記ボイラのモデルと、
前記モデルを対象に一酸化炭素濃度,窒素酸化物の少なくとも1つを低減する操作方法を学習する学習手段とを備え、
前記ゲイン設定手段では、前記学習手段で学習した結果に基づいて空気流量調整ゲインを決定すること
を特徴とするボイラの制御装置。 In the boiler control apparatus according to claim 2,
A numerical value for calculating at least one relationship between the operating conditions of the boiler, the carbon monoxide concentration, and the nitrogen oxide concentration using the information in the plant information database in which the boiler design information is stored and the physical model that simulates the boiler. Analysis execution means;
A result of performing the numerical analysis, and a model of the boiler constructed using at least one of the measured values of the boiler;
Concentration of carbon monoxide to a subject the model, and a learning means for learning the operation methods of reducing at least one of nitrogen oxides,
The boiler control device characterized in that the gain setting means determines an air flow rate adjustment gain based on a result learned by the learning means.
前記数値解析実行手段では、前記数値解析結果データベース保存されている情報のうち、ミル特性,ミルとバーナーを接続する配管の長さ,ミルとバーナーを接続する配管の曲がり数の少なくとも1つの情報を用いて、微粉炭流量の流量パターンを生成し、生成した微粉炭流量の流量パターンを境界条件に設定して数値解析を実行すること
を特徴とするボイラの制御装置。 In the boiler control apparatus according to claim 3,
The numerical analysis execution means includes at least one information of mill characteristics, length of a pipe connecting the mill and the burner, and number of bends of the pipe connecting the mill and the burner among the information stored in the numerical analysis result database. A boiler control device characterized in that a flow pattern of a pulverized coal flow rate is generated and a numerical analysis is performed by setting the generated flow rate pattern of the pulverized coal flow rate as a boundary condition.
前記計測器とバーナーを接続する配管の長さ,微粉炭の流速,前記計測器の計測遅れ時間の少なくとも1つの情報を用いて、前記計測器で計測する燃料流量の値を補正する計測値補正手段を有すること
を特徴とするボイラの制御装置。 In the boiler control apparatus according to claim 1,
Measurement value correction for correcting the value of the fuel flow rate measured by the measuring instrument using at least one information of the length of the pipe connecting the measuring instrument and the burner, the flow rate of pulverized coal, and the measurement delay time of the measuring instrument A boiler control device characterized by comprising means.
バーナー毎の燃料流量計測値と、操作信号生成手段で生成したバーナー毎の空気流量操作信号を、同一画面上に表示するか、もしくは前記パターン化手段で生成した微粉炭流量のパターンを画面に表示する画像表示装置を備えたこと
を特徴とするボイラの制御装置。 In the boiler control apparatus according to claim 2,
The fuel flow rate measurement value for each burner and the air flow rate operation signal for each burner generated by the operation signal generation unit are displayed on the same screen, or the pattern of the pulverized coal flow rate generated by the patterning unit is displayed on the screen A boiler control device characterized by comprising an image display device.
前記バーナーに供給する燃料の流量をバーナー毎に計測した結果に基づいて、複数本のバーナーに対する燃料流量の流量パターンを生成し、
生成したパターン情報に基づいて、前記バーナー又は、前記エアポートに供給する空気流量を計算し、
前記空気流量に基づいて前記バーナー又は前記エアポートを制御するボイラの制御方法であって、
前記複数本のバーナーに対する燃料流量の流量パターンは、複数本の各バーナーに供給される燃料流量の新しい計測値と前記流量パターンの類似度に基づいて新しい燃料流量の流量パターンが追加されることを特徴とするボイラの制御方法。 A plurality of burners for supplying fuel and air into the boiler, an air port for supplying air to the combustion gas on the downstream side in the flow direction of the combustion gas generated by burning the fuel and air supplied to the burner, and In a boiler control method having an operation end for adjusting a flow rate of air supplied to a burner and an air port,
Based on the result of measuring the flow rate of fuel supplied to the burner for each burner, a flow rate pattern of the fuel flow rate for a plurality of burners is generated,
Based on the generated pattern information, the flow rate of air supplied to the burner or the air port is calculated,
A boiler control method for controlling the burner or the air port based on the air flow rate ,
The flow rate pattern of the fuel flow rate for the plurality of burners is that a new fuel flow rate pattern is added based on the new measurement value of the fuel flow rate supplied to each of the plurality of burners and the similarity of the flow rate pattern. A characteristic boiler control method.
前記バーナーに供給する空気流量を計算する場合に、
生成した前記流量パターンに基づいて空気流量調整ゲインを決定し、
前記バーナーに供給する燃料の流量をバーナー毎に計測した燃料流量に基づき、バーナー毎に燃料流量の平均値に対する燃料流量の相対値を計算し、
前記空気流量調整ゲインと、前記相対値に基づいて、前記バーナーに供給する空気流量を計算することを特徴とするボイラの制御方法。 In the boiler control method according to claim 7,
When calculating the flow rate of air supplied to the burner,
An air flow adjustment gain is determined based on the generated flow pattern,
Based on the fuel flow rate measured for each burner, the flow rate of fuel supplied to the burner is calculated relative to the average value of the fuel flow rate for each burner,
A boiler control method, wherein an air flow rate supplied to the burner is calculated based on the air flow rate adjustment gain and the relative value.
ボイラの設計情報が保存されているプラント情報データベースの情報と、前記ボイラを模擬する物理モデルを用いて、ボイラの運用条件と一酸化炭素濃度,窒素酸化物濃度の少なくとも1つの関係を計算し、
前記数値解析を実施した結果と、前記ボイラの計測値の少なくとも1つを用いて前記ボイラのモデルを構築し、
前記モデルを対象に一酸化炭素濃度,窒素酸化物の少なくとも1つを低減する操作方法を学習し、
前記学習手段で学習した結果に基づいて前記空気流量調整ゲインを決定することを特徴とするボイラの制御方法。 In the boiler control method according to claim 8,
Using the plant information database information in which boiler design information is stored and a physical model that simulates the boiler, calculate at least one relationship between the operating conditions of the boiler, the carbon monoxide concentration, and the nitrogen oxide concentration,
A model of the boiler is constructed using at least one of the result of the numerical analysis and the measured value of the boiler,
Learn the operation method to reduce at least one of carbon monoxide concentration and nitrogen oxide for the model,
A boiler control method, wherein the air flow rate adjustment gain is determined based on a result learned by the learning means.
前記バーナーに供給する空気流量を計算する場合に、前記数値解析結果データベース保存されている情報のうち、ミル特性,ミルとバーナーを接続する配管の長さ,ミルとバーナーを接続する配管の曲がり数の少なくとも1つの情報を用いて、微粉炭流量の流量パターンを生成し、生成した微粉炭流量の流量パターンを境界条件に設定して数値解析を実行することを特徴とするボイラの制御方法。 In the boiler control method according to claim 9,
When calculating the flow rate of air supplied to the burner, among the information stored in the numerical analysis result database, the mill characteristics, the length of the pipe connecting the mill and the burner, the number of bends of the pipe connecting the mill and the burner A boiler control method comprising: generating a flow pattern of a pulverized coal flow rate using at least one piece of information; and setting the generated flow pattern of the pulverized coal flow rate as a boundary condition to perform numerical analysis.
前記計測器とバーナーを接続する配管の長さ,微粉炭の流速,前記計測器の計測遅れ時間の少なくとも1つの情報を用いて、前記計測器で計測する燃料流量の値を補正することを特徴とするボイラの制御方法。 In the boiler control method according to claim 7,
The fuel flow rate value measured by the measuring device is corrected using at least one information of the length of the pipe connecting the measuring device and the burner, the flow rate of pulverized coal, and the measurement delay time of the measuring device. Boiler control method.
バーナー毎の燃料流量計測値と、操作信号生成手段で生成したバーナー毎の空気流量操作信号を、同一画面上に表示するか、もしくは前記パターン化手段で生成した微粉炭流量のパターンを画面に表示することを特徴とするボイラの制御方法。 In the boiler control method according to claim 8,
The fuel flow rate measurement value for each burner and the air flow rate operation signal for each burner generated by the operation signal generation unit are displayed on the same screen, or the pattern of the pulverized coal flow rate generated by the patterning unit is displayed on the screen A control method for a boiler.
前記計測器で計測した計測値に基づいて、複数本のバーナーに対する燃料流量の流量パターンを生成するパターン化手段と、Patterning means for generating a flow pattern of the fuel flow rate for a plurality of burners based on the measurement value measured by the measuring instrument;
前記パターン化手段で生成したパターン情報に基づいて、前記バーナー又は、前記エアポートに供給する空気流量を計算する操作信号生成手段を備え、Based on the pattern information generated by the patterning means, the operation signal generating means for calculating the flow rate of air supplied to the burner or the air port,
前記操作信号生成手段は、前記パターン化手段で生成したパターン情報に基づいて空気流量調整ゲインを決定するゲイン設定手段と、前記計測器で計測した燃料流量に基づき、バーナー毎に燃料流量の平均値に対する燃料流量の相対値を計算する相対値計算手段とを有し、前記ゲイン設定手段で設定した空気流量調整ゲインと、前記相対値計算手段で計算した相対値に基づいて、前記バーナーに供給する空気流量を計算し、The operation signal generating means includes a gain setting means for determining an air flow rate adjustment gain based on the pattern information generated by the patterning means, and an average value of the fuel flow rate for each burner based on the fuel flow rate measured by the measuring instrument. Relative value calculation means for calculating a relative value of the fuel flow rate with respect to the fuel, and supplies the burner based on the air flow rate adjustment gain set by the gain setting means and the relative value calculated by the relative value calculation means Calculate the air flow,
ボイラの設計情報が保存されているプラント情報データベースの情報と、前記ボイラを模擬する物理モデルを用いて、ボイラの運用条件と一酸化炭素濃度,窒素酸化物濃度の少なくとも1つの関係を計算する数値解析実行手段と、A numerical value for calculating at least one relationship between the operating conditions of the boiler, the carbon monoxide concentration, and the nitrogen oxide concentration using the information in the plant information database in which the boiler design information is stored and the physical model that simulates the boiler. Analysis execution means;
前記数値解析を実施した結果と、前記ボイラの計測値の少なくとも1つを用いて構築する前記ボイラのモデルと、A result of performing the numerical analysis, and a model of the boiler constructed using at least one of the measured values of the boiler;
前記モデルを対象に一酸化炭素濃度,窒素酸化物の少なくとも1つを低減する操作方法を学習する学習手段とを備え、Learning means for learning an operation method for reducing at least one of carbon monoxide concentration and nitrogen oxide for the model,
前記ゲイン設定手段では、前記学習手段で学習した結果に基づいて空気流量調整ゲインを決定し、The gain setting means determines an air flow rate adjustment gain based on the result learned by the learning means,
前記数値解析実行手段では、前記数値解析結果データベース保存されている情報のうち、ミル特性,ミルとバーナーを接続する配管の長さ,ミルとバーナーを接続する配管の曲がり数の少なくとも1つの情報を用いて、微粉炭流量の流量パターンを生成し、生成した微粉炭流量の流量パターンを境界条件に設定して数値解析を実行することThe numerical analysis execution means includes at least one information of mill characteristics, length of a pipe connecting the mill and the burner, and number of bends of the pipe connecting the mill and the burner among the information stored in the numerical analysis result database. Use to generate a flow pattern of the pulverized coal flow rate, set the generated flow pattern of the pulverized coal flow rate as a boundary condition, and perform numerical analysis
を特徴とするボイラの制御装置。Boiler control device.
前記計測器とバーナーを接続する配管の長さ,微粉炭の流速,前記計測器の計測遅れ時間の少なくとも1つの情報を用いて、前記計測器で計測する燃料流量の値を補正する計測値補正手段を有することMeasurement value correction for correcting the value of the fuel flow rate measured by the measuring instrument using at least one information of the length of the pipe connecting the measuring instrument and the burner, the flow rate of pulverized coal, and the measurement delay time of the measuring instrument Having means
を特徴とするボイラの制御装置。Boiler control device.
バーナー毎の燃料流量計測値と、操作信号生成手段で生成したバーナー毎の空気流量操作信号を、同一画面上に表示するか、もしくは前記パターン化手段で生成した微粉炭流量のパターンを画面に表示する画像表示装置を備えたことThe fuel flow rate measurement value for each burner and the air flow rate operation signal for each burner generated by the operation signal generation unit are displayed on the same screen, or the pattern of the pulverized coal flow rate generated by the patterning unit is displayed on the screen Equipped with an image display device
を特徴とするボイラの制御装置。Boiler control device.
前記バーナーに供給する燃料の流量をバーナー毎に計測した結果に基づいて、複数本のバーナーに対する燃料流量の流量パターンを生成し、Based on the result of measuring the flow rate of fuel supplied to the burner for each burner, a flow rate pattern of the fuel flow rate for a plurality of burners is generated,
生成したパターン情報に基づいて、前記バーナー又は、前記エアポートに供給する空気流量を計算し、Based on the generated pattern information, the flow rate of air supplied to the burner or the air port is calculated,
前記空気流量に基づいて前記バーナー又は前記エアポートを制御し、Controlling the burner or the air port based on the air flow rate;
前記バーナーに供給する空気流量を計算する場合に、When calculating the flow rate of air supplied to the burner,
生成した前記流量パターンに基づいて空気流量調整ゲインを決定し、An air flow adjustment gain is determined based on the generated flow pattern,
前記バーナーに供給する燃料の流量をバーナー毎に計測した燃料流量に基づき、バーナー毎に燃料流量の平均値に対する燃料流量の相対値を計算し、Based on the fuel flow rate measured for each burner, the flow rate of fuel supplied to the burner is calculated relative to the average value of the fuel flow rate for each burner,
前記空気流量調整ゲインと、前記相対値に基づいて、前記バーナーに供給する空気流量を計算し、Based on the air flow rate adjustment gain and the relative value, calculate the air flow rate supplied to the burner,
ボイラの設計情報が保存されているプラント情報データベースの情報と、前記ボイラを模擬する物理モデルを用いて、ボイラの運用条件と一酸化炭素濃度,窒素酸化物濃度の少なくとも1つの関係を計算し、Using the information in the plant information database in which boiler design information is stored and the physical model that simulates the boiler, calculate at least one relationship between the operating conditions of the boiler, the carbon monoxide concentration, and the nitrogen oxide concentration,
前記数値解析を実施した結果と、前記ボイラの計測値の少なくとも1つを用いて前記ボイラのモデルを構築し、A model of the boiler is constructed using at least one of the result of the numerical analysis and the measured value of the boiler,
前記モデルを対象に一酸化炭素濃度,窒素酸化物の少なくとも1つを低減する操作方法を学習し、Learn the operation method to reduce at least one of carbon monoxide concentration and nitrogen oxide for the model,
前記学習手段で学習した結果に基づいて前記空気流量調整ゲインを決定し、Determining the air flow rate adjustment gain based on the result learned by the learning means;
前記バーナーに供給する空気流量を計算する場合に、前記数値解析結果データベース保存されている情報のうち、ミル特性,ミルとバーナーを接続する配管の長さ,ミルとバーナーを接続する配管の曲がり数の少なくとも1つの情報を用いて、微粉炭流量の流量パターンを生成し、生成した微粉炭流量の流量パターンを境界条件に設定して数値解析を実行することを特徴とするボイラの制御方法。When calculating the flow rate of air supplied to the burner, among the information stored in the numerical analysis result database, the mill characteristics, the length of the pipe connecting the mill and the burner, the number of bends of the pipe connecting the mill and the burner A boiler control method comprising: generating a flow pattern of a pulverized coal flow rate using at least one piece of information; and setting the generated flow pattern of the pulverized coal flow rate as a boundary condition to perform numerical analysis.
前記計測器とバーナーを接続する配管の長さ,微粉炭の流速,前記計測器の計測遅れ時間の少なくとも1つの情報を用いて、前記計測器で計測する燃料流量の値を補正することCorrecting the value of the fuel flow rate measured by the measuring instrument using at least one information of the length of the pipe connecting the measuring instrument and the burner, the flow rate of pulverized coal, and the measurement delay time of the measuring instrument
を特徴とするボイラの制御方法。The boiler control method characterized by this.
バーナー毎の燃料流量計測値と、操作信号生成手段で生成したバーナー毎の空気流量操作信号を、同一画面上に表示するか、もしくは前記パターン化手段で生成した微粉炭流量のパターンを画面に表示することを特徴とするボイラの制御方法。The fuel flow rate measurement value for each burner and the air flow rate operation signal for each burner generated by the operation signal generation unit are displayed on the same screen, or the pattern of the pulverized coal flow rate generated by the patterning unit is displayed on the screen A control method for a boiler.
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