JP4596949B2

JP4596949B2 - 石炭火力発電プラント効率補正方法及びそのシステム

Info

Publication number: JP4596949B2
Application number: JP2005091472A
Authority: JP
Inventors: 茂樹平松; 章彦門▲崎▼; 和人岩本
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2005-03-28
Filing date: 2005-03-28
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2025-03-28
Also published as: JP2006274837A

Description

本発明は、石炭火力発電プラントの発電効率を補正するプラント効率補正方法及びそのシステムに関する。

火力発電所において効率良く火力発電プラントを運転させるためには、火力発電プラントの発電効率を正確に把握しておくことが必要である。この発電効率は、石炭・重油・軽油等の燃料の供給量と、燃料毎の単位発熱量から１日当たりの火力発電プラントへの供給熱量を算出し、１日当たりの供給熱量と発電電力量との比から求めることができる。
石炭火力発電プラントにおいては、石炭の単位発熱量が炭種によって異なると共に、日々変動する石炭に含まれる水分割合によっても異なるから、石炭粉末の水分吸着率と石炭の灰分率をそれぞれ測定して石炭の単位発熱量を求めている（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−２０９２８２号公報

従来、石炭火力発電プラントの発電効率の計算には、炭種毎に既定の単位発熱量を使用していた。しかし、石炭火力発電プラントでは、数種類の石炭を混ぜ合わせて使用しているために、石炭火力発電プラントに供給する石炭の成分にばらつきがあり、計算で求めた供給熱量と実際の供給熱量との間に誤差が生じて正確な発電効率を得ることができないという課題があった。
そこで、本発明は、石炭火力発電プラントの正確な発電効率を計算することができ、石炭火力発電プラントの最適な運用管理を行うことができる石炭火力発電プラント効率補正方法及びそのシステムを提供するものである。

本発明は、上記課題を解決するために、石炭の供給量と既定の単位発熱量から石炭火力発電プラントへの供給熱量を算出すると共に、前記石炭火力発電プラントの発電電力量を計測し、前記供給熱量と前記発電電力量の比から石炭火力発電プラントの発電効率を計算する石炭火力発電プラント効率計算方法において、前記石炭火力発電プラントに供給する一定期間の石炭の平均成分を分析する石炭成分分析手段と、この分析した平均成分から前記石炭の単位発熱量を補正する単位発熱量補正手段を有する石炭火力発電プラント効率補正方法を提供するものである。

また、本発明は、前記石炭火力発電プラントに供給する石炭に含まれる水分割合を測定する水分割合測定手段と、この水分割合に基づいて前記石炭火力発電プラントへの供給熱量を補正する供給熱量補正手段を有する請求項１に記載の石炭火力発電プラント効率補正方法を提供するものである。

また、本発明は、前記石炭火力発電プラントを一定の条件で運転して発電効率を測定し、この発電効率に基づいて石炭火力発電プラントの性能診断を行う性能診断手段を備えた請求項１又は２に記載の石炭火力発電プラント効率補正方法を提供するものである。

また、本発明は、石炭の供給量と既定の単位発熱量から石炭火力発電プラントへの供給熱量を算出する供給熱量算出手段と、前記石炭火力発電プラントの発電電力量を計測する発電電力量計測手段と、前記供給熱量と前記発電電力量の比から石炭火力発電プラントの発電効率を計算する石炭火力発電プラント効率計算手段と、前記石炭火力発電プラントに供給する一定期間の石炭の平均成分を分析する石炭成分分析手段と、この分析した平均成分から前記石炭の単位発熱量を補正して前記石炭火力発電プラントの発電効率を補正する単位発熱量補正手段とからなる石炭火力発電プラント効率補正システムを提供するものである。

また、本発明は、前記石炭火力発電プラントに供給する石炭に含まれる水分割合を測定する水分割合測定手段と、この水分割合に基づいて前記石炭火力発電プラントへの供給熱量を補正する供給熱量補正手段を有する請求項４に記載の石炭火力発電プラント効率補正システムを提供するものである。

また、本発明は、前記石炭火力発電プラントを一定の条件で運転して発電効率を測定し、この発電効率に基づいて石炭火力発電プラントの性能診断を行う性能診断手段を備えた請求項４又は５に記載の石炭火力発電プラント効率補正システムを提供するものである。

また、本発明は、計算した発電効率を自動的に記憶する記憶手段を備えた請求項４乃至６の何れかに記載の石炭火力発電プラント効率補正システムを提供するものである。

また、本発明は、前記記憶手段に記憶された発電効率の推移傾向から前記石炭火力発電プラントの不具合を予測する不具合予測手段を備えた請求項７に記載の石炭火力発電プラント効率補正システムを提供するものである。

本発明に係る石炭火力発電プラント効率補正方法によれば、石炭の供給量と既定の単位発熱量から石炭火力発電プラントへの供給熱量を算出すると共に、前記石炭火力発電プラントの発電電力量を計測し、前記供給熱量と前記発電電力量の比から石炭火力発電プラントの発電効率を計算する石炭火力発電プラント効率計算方法において、前記石炭火力発電プラントに供給する一定期間の石炭の平均成分を分析する石炭成分分析手段と、この分析した平均成分から前記石炭の単位発熱量を補正する単位発熱量補正手段を有する構成により、一定期間に石炭火力発電プラントに供給した石炭の平均成分から、その一定期間内の石炭の単位発熱量を補正して石炭火力発電プラントへの正確な供給熱量を算出することができ、石炭火力発電プラントの正確な発電効率を計算することができる。また、石炭火力発電プラントの発電効率に基づいて石炭火力発電プラントの最適な運用管理を行うことができる効果がある。

また、本発明は、前記石炭火力発電プラントに供給する石炭に含まれる水分割合を測定する水分割合測定手段と、この水分割合に基づいて前記石炭火力発電プラントへの供給熱量を補正する供給熱量補正手段を有する請求項１に記載の構成により、石炭に含まれる水分割合よって変化する石炭火力発電プラントへの供給熱量を補正して、石炭火力発電プラントの発電効率から水分割合の変化による誤差を取り除くことができる効果がある。

また、本発明は、前記石炭火力発電プラントを一定の条件で運転して発電効率を測定し、この発電効率に基づいて石炭火力発電プラントの性能診断を行う性能診断手段を備えた請求項１又は２に記載の構成により、石炭火力発電プラントの運転条件や誤差による発電効率の変動を抑制することができ、石炭火力発電プラントの不具合の兆候である発電効率の小さな変動を捉えて石炭火力発電プラントの性能診断を行うことができる効果がある。

また、本発明に係る石炭火力発電プラント効率補正システムによれば、石炭の供給量と既定の単位発熱量から石炭火力発電プラントへの供給熱量を算出する供給熱量算出手段と、前記石炭火力発電プラントの発電電力量を計測する発電電力量計測手段と、前記供給熱量と前記発電電力量の比から石炭火力発電プラントの発電効率を計算する石炭火力発電プラント効率計算手段と、前記石炭火力発電プラントに供給する一定期間の石炭の平均成分を分析する石炭成分分析手段と、この分析した平均成分から前記石炭の単位発熱量を補正して前記石炭火力発電プラントの発電効率を補正する単位発熱量補正手段とからなる構成を有することにより、一定期間に石炭火力発電プラントに供給した石炭の平均成分から、その一定期間内の石炭の単位発熱量を補正して石炭火力発電プラントへの正確な供給熱量を算出することができ、石炭火力発電プラントの正確な発電効率を計算することができる。また、石炭火力発電プラントの発電効率に基づいて石炭火力発電プラントの最適な運用管理を行うことができる効果がある。

また、本発明は、前記石炭火力発電プラントに供給する石炭に含まれる水分割合を測定する水分割合測定手段と、この水分割合に基づいて前記石炭火力発電プラントへの供給熱量を補正する供給熱量補正手段を有する請求項４に記載の構成により、石炭に含まれる水分割合よって変化する石炭火力発電プラントへの供給熱量を補正して、石炭火力発電プラントの発電効率から水分割合の変化による誤差を取り除くことができる効果がある。

また、本発明は、前記石炭火力発電プラントを一定の条件で運転して発電効率を測定し、この発電効率に基づいて石炭火力発電プラントの性能診断を行う性能診断手段を備えた請求項４又は５に記載の構成により、石炭火力発電プラントの運転条件や誤差による発電効率の変動を抑制することができ、石炭火力発電プラントの不具合の兆候である発電効率の小さな変動を捉えて石炭火力発電プラントの性能診断を行うことができる効果がある。

また、本発明は、計算した発電効率を自動的に記憶する記憶手段を備えた請求項４乃至６の何れかに記載の構成により、計算した発電効率を記憶手段に蓄積することができ、蓄積された発電効率を統計管理することができる効果がある。

また、本発明は、前記記憶手段に記憶された発電効率の推移傾向から前記石炭火力発電プラントの不具合を予測する不具合予測手段を備えた請求項７に記載の構成により、記憶された発電効率の推移傾向から将来の発電効率の変動を予測し、石炭火力発電プラントの不具合を予測することができる効果がある。

本発明の実施の形態を図示する実施例に基づいて説明する。
本発明に係る石炭火力発電プラント効率補正システムは、石炭の供給量と既定の単位発熱量から石炭火力発電プラントへの供給熱量を算出する供給熱量算出手段１と、前記石炭火力発電プラントの発電電力量を計測する発電電力量計測手段９と、前記供給熱量と前記発電電力量の比から石炭火力発電プラントの発電効率を計算する石炭火力発電プラント効率計算手段４と、前記石炭火力発電プラントに供給する一定期間の石炭の平均成分を分析する石炭成分分析手段７と、この分析した平均成分から前記石炭の単位発熱量を補正して前記石炭火力発電プラントの発電効率を補正する単位発熱量補正手段２とから構成してある。

図１に示す実施例において、本発明に係る石炭火力発電プラント効率補正システムは、供給熱量算出手段１と単位発熱量補正手段２と供給熱量補正手段３と石炭火力発電プラント効率計算手段４と性能診断手段５を備えた計算機１０と、この計算機１０に接続して設けた記憶手段６と石炭成分分析手段７と水分割合測定手段８と発電電力量計測手段９とからなる。

供給熱量算出手段１は、石炭火力発電プラントに１日に供給する石炭の供給量と、この石炭の単位質量当たりの発熱量である単位発熱量から石炭火力発電プラントへの１日当たり供給熱量を算出することができるように構成してある。単位発熱量は、炭種別に水分を除いた乾炭の単位質量当たり発熱量を測定し、既定の単位発熱量として記憶手段６に記憶してある。
また、石炭の他に、重油や軽油等の燃料を石炭火力発電プラントに供給した場合には、これらの燃料の供給量と既定の単位発熱量から算出した供給熱量を、上記石炭による供給熱量に加えるようにしてある。

図示の実施例において、石炭成分分析手段７は、石炭火力発電プラントに供給する石炭から毎日一定量ずつ採取し、採取した１０日分の石炭を混合して成分分析して一定期間の石炭の平均成分を分析することができるように構成してある。石炭を採取する回数や期間は実施例に限定されるものではなく、１日に複数回採取したり、１週間の平均成分を分析したりすることも勿論可能である。また、石炭を採取する毎に成分分析して１０日間の平均値を求めることも可能であるが、成分分析に手間とコストが掛かることから実施例のように１０日分の石炭を混合して成分分析することが好ましい。

単位発熱量補正手段２は、石炭成分分析手段７において分析した平均成分から石炭の単位発熱量を計算し、記憶手段６に記憶した既定の単位発熱量を補正することができるように構成してある。この補正後の単位発熱量により石炭火力発電プラントへの供給熱量を再計算し、石炭火力発電プラントの発電効率を補正するようにしてある。一定期間の石炭の平均成分から単位発熱量を補正することにより、石炭のサンプリングのバラツキによる単位発熱量の誤差を抑制して正確な発電効率を求めることができる。

図示の実施例において、水分割合測定手段８は、石炭火力発電プラントに石炭を供給するベルトコンベヤに設置した石炭水分計からなり、石炭火力発電プラントに供給する石炭に含まれる水分割合を毎日測定することができるように構成してある。
また、供給熱量補正手段３は、水分割合測定手段８において測定した水分割合に基づいて、石炭の供給量から水分を除いた乾炭量を求め、この１日分の乾炭量と単位発熱量の積により補正した供給熱量を算出することができるようにしてある。

図示の実施例において、発電電力量計測手段９は、石炭火力発電プラントに設けた電力計により発電電力量を計測して、１日当たりの発電電力量を記録するようにしてある。
石炭火力発電プラント効率計算手段４は、供給熱量算出手段１又は供給熱量補正手段３で算出した１日当たり供給熱量と、発電電力量計測手段９で計測した１日当たり発電電力量の比から石炭火力発電プラントの発電効率を計算することができるように構成してある。

図１に示す実施例において、記憶手段６は、石炭火力発電プラント効率計算手段４が計算した発電効率を自動的に記憶することができるようにしてある。
また、性能診断手段５は、石炭火力発電プラントの定期検査時や煤煙測定時等に、石炭火力発電プラントを一定の条件で運転して発電効率を測定し、この発電効率が所定の値を下回ったときに警告を発することにより、石炭火力発電プラントの性能診断を行うことができるように構成してある。また、性能診断手段５は、一定の条件で測定した発電効率を記憶手段６に蓄積しておき、蓄積された発電効率の推移傾向を分析して発電効率の低下傾向が続くときに石炭火力発電プラントの不具合を予測する不具合予測手段を備えた構成にすることも可能である。

次に、本発明に係る石炭火力発電プラント効率補正方法を図２に基づいて説明する。
先ず、日々の通常の運転時には、供給熱量算出手段１において、既定の単位発熱量と石炭火力発電プラントに１日に供給する石炭の供給量とから１日当たり供給熱量を算出する。また、供給熱量補正手段３において、水分割合測定手段８で測定した水分割合に基づいて、石炭の供給量から水分を除いた乾炭量を求め、この乾炭量と単位発熱量とから補正した供給熱量を算出する。
石炭火力発電プラント効率計算手段４においては、供給熱量補正手段３で算出した１日当たり供給熱量と、発電電力量計測手段９で計測した１日当たり発電電力量の比から、その日の石炭火力発電プラントの発電効率を計算する。

次に、単位発熱量補正手段２において、石炭成分分析手段７において分析した１０日間の平均成分から石炭の単位発熱量を計算し、既定の単位発熱量を補正する。また、供給熱量算出手段１において、この補正後の単位発熱量により日々の石炭火力発電プラントへの供給熱量を再計算し、石炭火力発電プラント効率計算手段４によりこの１０日間の石炭火力発電プラントの発電効率を補正する。
また、性能診断手段５において、補正された発電効率に基づいて石炭火力発電プラントの性能診断を行うことができるように構成してある。

本発明石炭火力発電プラント効率補正システムの一実施例を示す構成図。本発明石炭火力発電プラント効率補正方法の一実施例を示す流れ図。

符号の説明

１供給熱量算出手段
２単位発熱量補正手段
３供給熱量補正手段
４石炭火力発電プラント効率計算手段
５性能診断手段
６記憶手段
７石炭成分分析手段
８水分割合測定手段
９発電電力量計測手段
１０計算機

Claims

石炭の供給量と既定の単位発熱量から石炭火力発電プラントへの供給熱量を算出すると共に、前記石炭火力発電プラントの発電電力量を計測し、前記供給熱量と前記発電電力量の比から石炭火力発電プラントの発電効率を計算する石炭火力発電プラント効率計算方法において、
前記石炭火力発電プラントに供給する石炭に含まれる水分割合を測定する水分割合測定手段と、この水分割合に基づいて前記石炭火力発電プラントへの供給熱量を補正する供給熱量補正手段を有すると共に、
前記石炭火力発電プラントに供給する一定期間の石炭の平均成分を分析する石炭成分分析手段と、この分析した平均成分から前記石炭の単位発熱量を補正する単位発熱量補正手段を有し、前記石炭火力発電プラントへの供給熱量を再補正する石炭火力発電プラント効率補正方法。
前記石炭火力発電プラントを一定の条件で運転して発電効率を測定し、この発電効率に基づいて石炭火力発電プラントの性能診断を行う性能診断手段を備えた請求項１に記載の石炭火力発電プラント効率補正方法。
石炭の供給量と既定の単位発熱量から石炭火力発電プラントへの供給熱量を算出する供給熱量算出手段と、前記石炭火力発電プラントの発電電力量を計測する発電電力量計測手段と、前記供給熱量と前記発電電力量の比から石炭火力発電プラントの発電効率を計算する石炭火力発電プラント効率計算手段と、前記石炭火力発電プラントに供給する石炭に含まれる水分割合を測定する水分割合測定手段と、この水分割合に基づいて前記石炭火力発電プラントへの供給熱量を補正する供給熱量補正手段とを有すると共に、
前記石炭火力発電プラントに供給する一定期間の石炭の平均成分を分析する石炭成分分析手段と、この分析した平均成分から前記石炭の単位発熱量を補正して前記石炭火力発電プラントの発電効率を補正する単位発熱量補正手段とを有し、前記石炭火力発電プラントへの供給熱量を再補正する石炭火力発電プラント効率補正システム。
前記石炭火力発電プラントを一定の条件で運転して発電効率を測定し、この発電効率に基づいて石炭火力発電プラントの性能診断を行う性能診断手段を備えた請求項３に記載の石炭火力発電プラント効率補正システム。
計算した発電効率を自動的に記憶する記憶手段を備えた請求項３又は４に記載の石炭火力発電プラント効率補正システム。
前記記憶手段に記憶された発電効率の推移傾向から前記石炭火力発電プラントの不具合を予測する不具合予測手段を備えた請求項５に記載の石炭火力発電プラント効率補正システム。