JP5642156B2 - プラント運転支援システム、プラント運転支援プログラム及びプラント運転支援方法 - Google Patents
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Description
図1に示すように、本実施形態に係るプラント運転支援システム1Aは、火力発電設備とCO2回収設備とを備えた火力発電プラントで好適に利用されるものであって、CO2(二酸化炭素)の回収量や燃料の消費量を予測可能なシステムである。このプラント運転支援システム1Aは、バス6を介して接続されたCPU3、記憶部7、入力操作部5及び表示部2をハードウェアとして主に備えている。
BO=BP+BQ …式2
BE=AI*BC/100 …式5
BI=AI−BE …式6
第2の実施形態を図10に基づき説明する。なお、図10において、第1の実施形態の図2、図5中に示した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与しその説明を省略する。
第3の実施形態を図11に基づき説明する。なお、この図11において、第1、第2の実施形態の図2、図5及び図10中に示した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与しその説明を省略する。
第4の実施形態を図12に基づき説明する。なお、この図12において、第1〜第3の実施形態の図2、図5、図10及び図11中に示した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与しその説明を省略する。
次に、第5の実施形態を図13に基づき説明する。なお、図13において、第1〜第4の実施形態の図2、図5、図10〜図12中の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与しその説明を省略する。
第6の実施形態を図14に基づき説明する。なお、この図14において、第1〜第5の実施形態の図2、図5、図10〜図13中の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与しその説明を省略する。
第7の実施の形態を図15に基づき説明する。なお、この図15中において、第1〜第6の実施形態の図2、図5、図10〜図14中の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与しその説明を省略する。
第8の実施形態を図16に基づき説明する。なお、この図16において、第1〜第2の実施形態の図2、図5、図10中の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与しその説明を省略する。
第9の実施形態を図17に基づき説明する。なお、この図17において、第1の実施形態の図2、図5中の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与しその説明を省略する。
第10の実施形態を図18に基づき説明する。なお、この図18において、第1の実施形態の図2、図5中の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与しその説明を省略する。
第11の実施形態を図19に基づき説明する。なお、この図19において、第1の実施形態の図2、図5中の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与しその説明を省略する。
第12の実施形態を図20に基づき説明する。なお、この図20において、第1の実施形態の図2、図5中の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付与しその説明を省略する。
Claims (17)
- 火力発電設備と前記火力発電設備からの熱エネルギ及び電力を用いる二酸化炭素回収設備とを備えたプラントの運転を支援するプラント運転支援システムであって、
前記プラントから外部に給電すべき給電量と、前記火力発電設備より発生する二酸化炭素の目標の回収率と、を設定する条件設定部と、
前記火力発電設備の運転出力に応じて変化する前記二酸化炭素回収設備での二酸化炭素の回収能力を表す特性データを記憶する特性データ記憶部と、を具備し、
前記条件設定部による設定内容と前記特性データ記憶部により記憶された記憶内容とに基づいて、前記火力発電設備での燃料の消費量と前記二酸化炭素回収設備での二酸化炭素の回収量とを予測する予測部と、を具備し、
前記予測部が、
前記設定された給電量に基づき、前記火力発電設備で発電される電力量と前記火力発電設備から前記二酸化炭素回収設備に供給される熱量の総和である総出力量の仮定値を設定し、
前記仮定値に対応する前記火力発電設備の運転出力を決定し、
前記決定された運転出力および前記設定された回収率に対応する必要熱量および必要電力量を取得し、
前記決定された運転出力および前記特性データに基づいて熱有効率を取得し、
前記必要熱量、熱有効率、および必要電力量に基づいて総出力量を算出し、
前記算出された総出力量を前記仮定値と比較して、検証し、
前記検証された総出力量に基づいて、前記火力発電設備での燃料の消費量と前記二酸化炭素回収設備での二酸化炭素の回収量を算出する
プラント運転支援システム。 - 前記予測部で予測された二酸化炭素の回収量及び燃料の消費量に基づいて、燃料費と二酸化炭素の削減分に対応する収入とを統合した発電費用を算出する発電費用算出部と、
前記条件設定部により設定された二酸化炭素の回収率に変更を加えることによって、前記発電費用算出部で算出される発電費用を最小とする条件の二酸化炭素の回収率を検出する回収率検出部と、
をさらに具備する請求項1記載のプラント運転支援システム。 - 燃料単価の時間的変動を表す燃料単価変動情報を取得する燃料単価変動部をさらに具備し、
前記燃料単価変動情報に基づいて、前記発電費用算出部が、前記発電費用を算出する
請求項2記載のプラント運転支援システム。 - 前記回収率検出部による二酸化炭素の回収率の変更範囲を制限する変更範囲制限部
をさらに具備する請求項2記載のプラント運転支援システム。 - 前記予測部で予測された二酸化炭素の回収量及び燃料の消費量に基づいて、燃料費と二酸化炭素の削減分に対応する収入とを統合した発電費用を算出する発電費用算出部と、
前記条件設定部により設定された給電量に変更を加えることによって、前記発電費用算出部で算出される発電費用を最小とする条件の給電量を検出する給電量検出部と、
をさらに具備する請求項1記載のプラント運転支援システム。 - 前記給電量検出部による給電量の変更範囲を制限する第2の変更範囲制限部
をさらに具備する請求項5記載のプラント運転支援システム。 - 前記予測部で予測された二酸化炭素の回収量及び燃料の消費量に基づいて、燃料費と二酸化炭素の削減分に対応する収入とを統合した発電費用を算出する発電費用算出部と、
前記条件設定部により設定された二酸化炭素の回収率と給電量とのそれぞれに変更を加えることによって、前記発電費用算出部で算出される発電費用を最小とする条件の二酸化炭素の回収率と給電量との組合せを検出する組合せ検出部と、
前記組合せ検出部による二酸化炭素の回収率と給電量との変更範囲をそれぞれ制限する第3の変更範囲制限部と、
をさらに具備する請求項1記載のプラント運転支援システム。 - 燃料用のミルの台数と燃料投入量の関係を表す燃料投入条件情報を登録する燃料投入条件登録部と、
前記燃料投入条件情報に基づいて、前記予測部で予測された燃料消費量に対応する燃料の投入が可能かを判定する判定部と、
前記判定部が前記燃料の投入が可能でないと判定した場合に、対策を提示する対策提示部と、
をさらに具備する請求項1記載のプラント運転支援システム。 - 前記プラントの運転計画における時間的要素を割り当てるための計画時刻を設定する計画時刻設定部と、
前記予測された燃料の消費量及び二酸化炭素の回収量、並びに設定条件として前記発電費用が最小となる二酸化炭素の回収率及び給電量のうちの少なくとも一つと、前記計画時刻設定部で設定された計画時刻と、を互いに対応付けた情報を出力する出力部と、
をさらに具備する請求項2記載のプラント運転支援システム。 - 前記計画時刻設定部は、複数の前記計画時刻をそれぞれ設定するものであり、
前記計画時刻設定部によりそれぞれ設定された計画時刻毎に、設定条件として前記発電費用が最小となる二酸化炭素の回収率又は給電量を取得する設定条件取得部と、
前記計画時刻設定部によりそれぞれ設定された前後の計画時刻どうしの間の期間毎に、前記取得された二酸化炭素の回収率又は給電量の変化率を算出する変化率算出部と、
前記変化率算出部により前記期間毎に算出された変化率の値が閾値を超えている場合に、報知する報知部と、
をさらに具備する請求項9記載のプラント運転支援システム。 - 前記変化率の値が前記閾値を超えている場合に、前記変化率の値が前記閾値内に収まる条件を満足しかつその条件下で前記発電費用が最小となる二酸化炭素の回収率又は給電量を再取得する設定条件再取得部、
をさらに具備する請求項10記載のプラント運転支援システム。 - 前記特性データ記憶部により記憶された前記特性データは、
前記二酸化炭素回収設備による二酸化炭素の回収率と二酸化炭素を含む温室効果ガスの回収に必要な単位質量あたり熱量の電力換算量との相関関係を、前記火力発電設備の運転出力に対応付けて表した第1の回収能力特性と、
前記二酸化炭素回収設備による二酸化炭素の回収率と二酸化炭素を含む温室効果ガスの回収に必要な単位質量あたりの電力量との相関関係を、前記火力発電設備の運転出力に対応付けて表した第2の回収能力特性と、
前記火力発電設備から熱エネルギを取り出せる効率と二酸化炭素を含む温室効果ガスの回収に必要な単位質量あたり熱量の電力換算量との相関関係を、前記火力発電設備の運転出力に対応付けて表した第3の回収能力特性と、
のうちの少なくとも一つを含む請求項1記載のプラント運転支援システム。 - 給電量と蒸気圧力との関係を表す蒸気圧力条件を登録する蒸気圧力条件登録部をさらに具備し、
前記条件設定部による設定内容と、前記特性データと、前記蒸気圧力条件と、に基づいて、前記予測部が、前記燃料の消費量と前記二酸化炭素の回収量とを予測する、
請求項1記載のプラント運転支援システム。 - 前記予測部が、
前記必要熱量に基づき、ボイラでの最適な燃料、水、空気の必要量を算定するボイラ最適条件算定部、
を有する
請求項1記載のプラント運転支援システム。 - 前記予測部が、前記プラントの周囲環境状況に基づき、前記特性データを補正し、補正された特性データに基づき、前記燃料の消費量と前記二酸化炭素の回収量とを予測する
請求項1記載のプラント運転支援システム。 - 火力発電設備と前記火力発電設備の動力源の一部の熱エネルギ及び発電された電力の一部を動力源とする二酸化炭素回収設備とを備えたプラントの運転を支援するプラント運転支援プログラムであって、
前記プラントから外部に給電すべき給電量と、前記火力発電設備より発生する二酸化炭素の目標の回収率と、を設定する条件設定部と、
前記火力発電設備の運転出力に応じて変化する前記二酸化炭素回収設備での二酸化炭素の回収能力を表す特性データを記憶する特性データ記憶部と、
前記条件設定部による設定内容と前記特性データ記憶部により記憶された記憶内容とに基づいて、前記火力発電設備での燃料の消費量と前記二酸化炭素回収設備での二酸化炭素の回収量とを予測する予測部であって、
前記設定された給電量に基づき、前記火力発電設備で発電される電力量と前記火力発電設備から前記二酸化炭素回収設備に供給される熱量の総和である総出力量の仮定値を設定し、
前記仮定値に対応する前記火力発電設備の運転出力を決定し、
前記決定された運転出力および前記設定された回収率に対応する必要熱量および必要電力量を取得し、
前記決定された運転出力および前記特性データに基づいて熱有効率を取得し、
前記必要熱量、熱有効率、および必要電力量に基づいて総出力量を算出し、
前記算出された総出力量を前記仮定値と比較することで、検証し、
前記検証された総出力量に基づいて、前記火力発電設備での燃料の消費量と前記二酸化炭素回収設備での二酸化炭素の回収量を算出する予測部、
としてコンピュータを機能させるプラント運転支援プログラム。 - 火力発電設備と前記火力発電設備の動力源の一部の熱エネルギ及び発電された電力の一部を動力源とする二酸化炭素回収設備とを備えたプラントの運転を支援するプラント運転支援方法であって、
前記プラントから外部に給電すべき給電量と、前記火力発電設備より発生する二酸化炭素の目標の回収率と、を設定する設定ステップと、
前記火力発電設備の運転出力に応じて変化する前記二酸化炭素回収設備での二酸化炭素の回収能力を表す特性データを記憶装置に記憶させる記憶ステップと、
前記設定ステップによる設定内容と前記記憶ステップで前記記憶装置に記憶させた記憶内容とに基づいて、前記火力発電設備での燃料の消費量と前記二酸化炭素回収設備での二酸化炭素の回収量とを予測する予測ステップと、を有し、
前記予測ステップが、
前記設定された給電量に基づき、前記火力発電設備で発電される電力量と前記火力発電設備から前記二酸化炭素回収設備に供給される熱量の総和である総出力量の仮定値を設定するステップと、
前記仮定値に対応する前記火力発電設備の運転出力を決定するステップと、
前記決定された運転出力および前記設定された回収率に対応する必要熱量および必要電力量を取得するステップと、
前記決定された運転出力および前記特性データに基づいて熱有効率を取得するステップと、
前記必要熱量、熱有効率、および必要電力量に基づいて総出力量を算出するステップと、
前記算出された総出力量を前記仮定値と比較することで、検証するステップと、
前記検証された総出力量に基づいて、前記火力発電設備での燃料の消費量と前記二酸化炭素回収設備での二酸化炭素の回収量を算出するステップと、を備える
プラント運転支援方法。
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