JP5876537B2 - 発電所運用システム - Google Patents

Description

本発明は、石炭火力発電所において、石炭の燃焼によって発生する排気ガス（以下単に排ガスという）中の煤塵の除去に適用される発電所運用システムに関する。

従来、石炭焚きのボイラシステムで石炭を燃焼し、高圧蒸気を生成し、蒸気タービンを駆動して発電機を回転し、電力を発生する石炭火力発電所が運用され、需要家に電力を供給している。この種の石炭火力発電所には排ガスを処理する排ガス処理システムが備えられている。

この排ガス処理システムには、排ガスから煤塵を除去する電気集塵装置と、電気集塵装置から排ガスを誘引する通風機と、が備えられている。通風機には電気集塵装置の出口を開閉する動翼が設けられており、この動翼の開度によって通風機が排ガスから受ける入力圧力を調整することができる。
通風機への入力圧力は、火炉に燃焼空気が押し込まれた場合に火炉圧力が一定になるように制御される。しかし、夏季の空気密度が低い時期は火炉への燃焼空気の押し込み量が増加し、それに伴い通風機への入力圧力が高くなるため、火炉圧力を一定にするため動翼開度が増加する。

ところで、電気集塵装置には、集塵極を槌打する集塵極槌打装置が設けられており、この集塵極槌打装置が集塵極を槌打することによって集塵極に付着した煤塵を剥離させている。これにより、電気集塵装置の集塵機能が維持される。

電気集塵装置の集塵極を槌打して集塵極から煤塵を剥離させるために、電気集塵装置の入口及び出口の閉止を行うと、電気集塵装置が排ガスの流通における抵抗となるため、火炉圧力を一定にするために通風機の動翼開度を更に増加させる必要がある。しかし、通風機の動翼開度が増加して動翼開度の制御範囲を超えた場合には、火炉圧力制御が不可能となるおそれがある。このため、外気温度上昇時においては、電気集塵装置が抵抗とならないように、電気集塵装置における通風系統の裕度を確保する必要がある。

そこで、従来、特許文献１に記載された技術が提案されている。特許文献１によれば、ボイラシステムの運転条件に基づいて、集塵極を槌打して集塵極から煤塵を剥離させる集塵極槌打装置を制御する制御装置を備え、この制御装置は、通風系統を開きかつ荷電状態の集塵極に対して槌打を行うインターバル槌打を常時実施するように、集塵極槌打装置を制御する。更に、当該インターバル槌打の実施中にボイラシステムの運転条件がインターバル槌打条件に該当しているか否かを判別し、この判別結果に基づいて通風系統を閉じてかつ無荷電状態の集塵極に対して槌打を行うダンパ連動槌打を実施するように、集塵極槌打装置を制御する、という技術について提案されている。

このように構成したことによって、インターバル槌打を常時実施するように集塵極槌打装置が制御される場合は、入口ダンパ及び出口ダンパを開いた状態で、区画室の集塵極に対して間欠的に槌打が繰り返されることによって煤塵が除去される。これにより、ダンパ連動槌打に比べてドラフトロスに係る消費電力を削減することが可能になる。しかも、ドラフトロスに係る消費電力から集塵極荷電に伴う消費電力を差し引いても発電所運用システムに係る所内電力を低減することが可能になる。また、ダンパ連動槌打を実施するように集塵極槌打装置が制御される場合は、入口ダンパ及び出口ダンパを閉じかつ集塵極を無荷電とした状態で、区画室の集塵極に対して槌打が行われるため、火炉のドラフト変動等を伴うが、インターバル槌打に比べて集塵極の煤塵の清掃効果を高めることができる。このように、発電所の排ガス処理システムを効率良く運用できるようになる。

特開２０１２−７１２８０号公報

しかしながら、従来においては、ダンパ連動槌打をどの程度実行するかについて明確な基準がないため、必要以上にダンパ連動槌打を行ったり、ダンパ連動槌打が不足したりするおそれがある。必要以上にダンパ連動槌打を実行することは、通風系統動力費増加や、通風系統裕度不足による負荷抑制にかかるコストの増加につながり、ダンパ連動槌打不足の場合には、電気集塵装置における集塵性能が低下し、排ガス濃度の環境規制値超過につながるおそれがある。

本発明は、このような問題点を解決し、ダンパ連動槌打を適正に行うことを可能にした発電所運用システムを提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明は、次に記載する構成を備えている。

（１） 石炭を燃焼させる火炉からの排ガス中の煤塵を除去する電気集塵装置と、当該電気集塵装置に設置される集塵極槌打装置と、当該集塵極槌打装置の制御を行う運転制御装置と、を備えた発電所運用システムにおいて、前記電気集塵装置は、排ガスが流通するケースと、当該ケースの内部が複数に区画され、それぞれが独立して荷電可能な区画室と、当該各区画室に設けられ前記煤塵を捕集する集塵極と、前記排ガスの流通を制御するために当該ケースの入口煙道に設けられた入口ダンパと、前記ケースの出口煙道に設けられた出口ダンパと、を有し、前記集塵極槌打装置は、前記集塵極を槌打し、前記運転制御装置は、石炭の灰分と、全硫黄分と、槌打の回数とを関連付けて記憶する石炭性状データベースと、前記入口ダンパ及び前記出口ダンパを開き、かつ、前記集塵極を荷電した状態で、前記区画室の前記集塵極に対して間欠的に槌打を繰り返すインターバル槌打を実行するように前記集塵極槌打装置を制御するインターバル槌打制御部と、前記入口ダンパ及び前記出口ダンパを閉じ、かつ、前記集塵極を無荷電とした状態で、前記区画室の前記集塵極に対して槌打を行うダンパ連動槌打を実行するように前記集塵極槌打装置を制御するダンパ連動槌打制御部と、インターバル槌打からダンパ連動槌打に切り替える際に、前記石炭性状データベースを参照し、現状において用いられている石炭の灰分と全硫黄分とに対応する槌打の回数を設定するダンパ連動槌打回数設定部と、を有することを特徴とする発電所運用システム。

（１）によれば、火炉で燃焼させる石炭の灰分と全硫黄分とに応じて槌打の回数が設定されるため、例えば、全硫黄分が少ない場合や灰分が多い場合には、槌打の回数を多くし、全硫黄分が多い場合や灰分が少ない場合には、槌打の回数を少なくする、というように設定することが可能になる。これにより、必要以上にダンパ連動槌打を行ったり、ダンパ連動槌打が不足したりすることが低減され、ダンパ連動槌打を適正に行うことが可能になる。

（２） （１）において、前記火炉から排出される排ガス中の煤塵の濃度を検出する煤塵濃度検出装置を更に備え、前記ダンパ連動槌打制御部は、前記煤塵濃度検出装置の検出結果から煤塵の濃度変化率を求め、煤塵の濃度及び濃度変化率が予め設定された閾値を越えた場合にインターバル槌打からダンパ連動槌打に切り替えることを特徴とする発電所運用システム。

（２）によれば、火炉の運転中において電気集塵装置の集塵性能が低下した可能性がある場合に、必要に応じてインターバル槌打からダンパ連動槌打に切り替えることが可能になる。これにより、電気集塵装置の集塵性能を維持することが可能になる。

本発明によれば、ダンパ連動槌打を行う回数を設定するための基準を設けたことにより、必要以上にダンパ連動槌打を行うことによる通風系統動力費増加及び通風系統裕度不足による負荷抑制に掛かるコスト増加、更に、ダンパ連動槌打不足による電気集塵装置の集塵性能の低下による排ガス濃度の環境規制値超過等を低減することが可能になる。

火力発電所の排ガス処理システムにおける通風系統の概略構成例を示すブロック図である。 電気集塵装置１５の構成例を示す図である。 本発明の一実施形態における発電所運用システム１００の制御系の概略構成を示すブロック図である。 石炭性状データベース５１ａを示す説明図である。 集塵極槌打装置の駆動制御の流れを示す図である。 図５に示すステップＳＴ１４の槌打回数設定処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
まず、本発明の一実施形態における集塵システムが適用されている石炭火力用の排ガス処理システムの通風系統について、図１を参照しながら説明する。

＜石炭火力用の排ガス処理システムの通風系統の全体構成例＞
図１は、火力発電所の排ガス処理システムにおける通風系統の概略構成例を示すブロック図である。図１に示す火力発電所の通風系統によれば、いわゆる平衡通風式のボイラシステムが備えられ、石炭焚き火力発電所で一般的に用いられている。

この火力発電所の通風系統は、火炉１２に接続された空気予熱器１１（図１においてＡＨと略記する）及び排ガス脱硝装置１３と、押込通風機１０（同図中ＦＤＦと略記する）と、熱回収器１４（同図中ＧＧＨと略記する）と、電気集塵装置１５（同図中ＥＰと略記する）と、誘引通風機３０（同図中ＩＤＦと略記する）と、排ガス脱硫装置３２と、再加熱器３５と、煙突４０と、を有して構成される。

火炉１２には図示しない石炭焚きのボイラシステムが備えられる。このボイラシステムでは、火炉１２内の圧力を大気圧よりも僅かに下げた状態で燃焼を行っている。火炉１２には煙道を介して排ガス脱硝装置１３が接続される。排ガス脱硝装置１３は排ガスから窒素酸化物を除去する。

排ガス脱硝装置１３には煙道を介して空気予熱器１１が接続される。空気予熱器１１は、火炉１２から排ガス脱硝装置１３を経た燃焼ガスと燃焼用の空気との間で熱交換し、当該空気を加熱する。加熱された燃焼用の空気は、火炉１２で石炭燃料とともに燃焼して排ガスとなる。空気予熱器１１にはエアーダクトを介して押込通風機１０が接続される。押込通風機１０は燃焼用の空気を吸い込み、火炉１２の内部へ空気を供給する。

空気予熱器１１には煙道を介して熱回収器１４が接続される。熱回収器１４には煙道（ダスト）を介して電気集塵装置１５（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｏｒ）が接続される。電気集塵装置１５は熱回収器１４を経た排ガスから煤塵を除去する。電気集塵装置１５は、直流高電圧によってコロナ放電を発生させ、排ガス中の煤塵を帯電させて、この帯電粒子を電界中（電極間）に通過させ、煤塵を排ガスから分離捕集するものである。電気集塵装置１５の構成については、図２を用いて後述する。

電気集塵装置１５の出口煙道２１（図２参照）には、誘引通風機３０が接続される。誘引通風機３０は、火炉１２の内部の圧力制御を行うため、煤塵が除去された電気集塵装置１５からの排ガスを吸引して排ガス脱硫装置３２へ送り、煙突４０より大気に放出する。誘引通風機３０には煙道を介して排ガス脱硫装置３２が接続される。排ガス脱硫装置３２は排ガスから硫黄酸化物を除去する。

排ガス脱硫装置３２には煙道を介して再加熱器３５が接続される。熱回収器１４と再加熱器３５との間には、排ガス脱硫装置３２によって硫黄酸化物が除去されていない排ガス（以下、未処理ガスと称する）が循環している。熱回収器１４は排ガスから熱を吸収するように当該排ガスと、未処理ガスとの間で熱交換する。再加熱器３５は、熱回収器１４からの高温の未処理ガスと、硫黄酸化物除去後の排ガスとの間で熱交換をし、当該排ガスを所定温度まで昇温する。再加熱器３５には煙道を介して煙突４０が接続される。煙突４０は再加熱器３５、昇圧器（図示せず）を経て導かれる排ガスを大気へ放出する。

このように平衡通風式のボイラシステムを備えた火力発電所の通風系統によれば、押込通風機１０によって昇圧した空気を火炉１２に供給するとともに、誘引通風機３０によって排ガスを火炉１２から引き出すことにより、火炉１２の内部を負圧に保ちながら運転されている。これにより、排ガスや燃焼灰が火炉１２から大気に漏れ出すことを抑制している。

＜電気集塵装置１５の構成例＞
次に、図２を参照して電気集塵装置１５の構成例について説明をする。図２に示す電気集塵装置１５は、２つの電気集塵ユニット１５ｃ，１５ｄとからなる。電気集塵ユニット１５ｃ，１５ｄはそれぞれ、集塵極１と、放電極２と、ケース１５ａと、区画板１５ｂと、入口ダンパ１９，２０と、出口ダンパ２２，２３と、を有している。

区画板１５ｂは、ケース１５ａの内部において排ガスの流れに沿う方向（以下ガス流れ方向という）に配置され、当該区画板１５ｂによってケース１５ａの内部が第１室１６及び第２室１７に分割されている。第１室１６及び第２室１７の入口は入口煙道１８に接続され、その出口は出口煙道２１に接続される。

また、第１室１６及び第２室１７は、ガス流れ方向と直交する仮想面（ガス流れ方向と鉛直に交わる面）で３つのセクション１Ｓ〜３Ｓに区分（分割）されている。この３つのセクション１Ｓ〜３Ｓと区画板１５ｂとにより、ケース１５ａの内部が６区画に分割される。第１室１６はセクション１Ｓ〜３Ｓによって３つの区画室１６ａ〜１６ｃに分けられ、区画室１６ａ〜１６ｃがガス流れ方向の上流側から下流側に向かって前室、中間室及び後室に対応している。第２室１７も同様にして３つの区画室１７ａ〜１７ｃに分けられ、区画室１７ａ〜１７ｃが前室、中間室及び後室に対応している。

これら各区画室１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１７ａ，１７ｂ，１７ｃは、それぞれ独立して集塵極１及び放電極２、後述する集塵極槌打装置２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２５ａ，２５ｂ，２５ｃ及び荷電単位を持っている。第１室１６及び第２室１７の入口煙道１８には、それぞれ独立して開閉可能な入口ダンパ１９，２０が設けられている。第１室１６及び第２室１７の出口煙道２１には、それぞれ独立して開閉可能な出口ダンパ２２，２３が設けられている。入口ダンパ１９及び出口ダンパ２２は、所定の時間をかけながら徐々に開閉される。

電気集塵装置１５によれば、第１室１６の入口ダンパ１９及び出口ダンパ２２が全閉になされると、第１室１６の入口煙道１８から排ガスは流入せず、出口煙道２１から流出もしない。第２室１７の入口ダンパ２０及び出口ダンパ２３が全開になされると、第２室１７の入口煙道１８から排ガスが流入し、出口煙道２１から流出する。このように、入口ダンパ１９，２０及び出口ダンパ２２，２３の開閉制御によって電気集塵装置１５での排ガスの流れが制御される。

電気集塵装置１５では、集塵極１と放電極２との間に直流高圧電流（ＥＰ電流）を流すことによって集塵極１と放電極２との間に電界（コロナ放電）が形成される。更に、電気集塵装置１５では、煤塵を含有する排ガスが入口煙道１８を通り、整流板（図示せず）によって流速分布が均一化された後、排ガスが集塵極１と放電極２との間に形成された電界（コロナ放電）に導入されるようになっている。排ガス中の煤塵は、放電極２による電界の静電力（クーロン力）によって集塵極１に吸引されて集塵される。

各区画室１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１７ａ，１７ｂ，１７ｃの集塵極１は、集塵極槌打装置２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２５ａ，２５ｂ，２５ｃによってそれぞれ槌打されるように構成されている。そして、集塵極槌打装置２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２５ａ，２５ｂ，２５ｃによる槌打の衝撃力によって集塵極１の表面から煤塵が剥離し、この煤塵がホッパー４１（図３参照）に落下してＥＰ灰処理装置４２（図３参照）に捕集されるように構成されている。電気集塵装置１５では、ダンパ開槌打及びダンパ閉槌打が行えるようになっている。

ダンパ開槌打とは、入口ダンパ１９及び出口ダンパ２２を全開したまま、荷電状態（ＯＮ状態）にして、集塵極槌打装置２４ａ，２４ｂによって第１室１６の区画室１６ａ（前室）及び区画室１６ｂ（中間室）の各々の集塵極１を間欠的に槌打することである。ダンパ閉槌打とは、図２に示した第１室１６の入口ダンパ１９及び出口ダンパ２２を所定のタイミングによって全閉して排ガスの流れを一時的に遮断し、更に無荷電（荷電ＯＦＦ）状態で、区画室１６ａ，１６ｂ，１６ｃの集塵極１を槌打することである。

ダンパ閉槌打の方が、ダンパ開槌打よりも効率よく区画室１６ａ，１６ｂ，１６ｃを清掃することができるが、排ガスの流れを一時的に遮断することになる。一方、ダンパ開槌打の場合には、槌打によって煤塵が飛散しやすくなるが、排ガスの流れを遮断することはない。

＜発電所運用システム１００における通風系統の構成例＞
次に、発電所運用システム１００における通風系統の構成例について説明する。図２に示す発電所運用システム１００の通風系統によれば、２つの煙道系列が備えられる。例えば、２つの煙道系列をＡ系列及びＢ系列としたとき、各系列にそれぞれ電気集塵装置１５が設けられている。なお、Ａ系列の電気集塵ユニット１５ｃ，１５ｄを電気集塵ユニットＡ１，Ａ２、Ｂ系列の電気集塵ユニット１５ｃ，１５ｄを電気集塵ユニットＢ１，Ｂ２と称することにする。Ａ系列の電気集塵装置１５においては、電気集塵ユニットＡ１，Ａ２が並列に設けられる。Ｂ系列の電気集塵装置１５においては、２系統の電気集塵ユニットＢ１，Ｂ２が並列に設けられる。

電気集塵ユニットＡ１のセクション１Ｓの区画室１６ａの集塵極槌打装置２４ａは、便宜上、符号Ａ１−１１で示す。そのセクション２Ｓの区画室１６ｂの集塵極槌打装置２４ｂは、同様に、符号Ａ１−２１で示す。そのセクション３Ｓの区画室１６ｃの集塵極槌打装置２４ｃは、同様に、符号Ａ１−３１で示す。そのセクション１Ｓの区画室１７ａの集塵極槌打装置２５ａは、同様に、符号Ａ１−１２で示す。

そのセクション２Ｓの区画室１７ｂの集塵極槌打装置２５ｂは、同様に、符号Ａ１−２２で示す。そのセクション３Ｓの区画室１７ｃの集塵極槌打装置２５ｃは、同様に、符号Ａ１−３２で示す。これらの集塵極槌打装置Ａ１−１１，Ａ１−２１，Ａ１−３１，Ａ１−１２，Ａ１−２２，Ａ１−３２は制御装置５５（図３参照）によって制御される。

また、電気集塵ユニットＡ１の入口ダンパ１９は、符号Ａ１−１で示す。入口ダンパ２０は、符号Ａ１−２で示す。出口ダンパ２２は、符号Ａ１−３で示す。出口ダンパ２３は、符号Ａ１−４で示す。これらの入口ダンパＡ１−１、入口ダンパＡ１−２、出口ダンパＡ１−３及び出口ダンパＡ１−４は、ダンパ駆動装置４３（図３参照）によって駆動される。

電気集塵ユニットＡ２のセクション１Ｓの第１室１６には、電気集塵ユニットＡ１と同様にして集塵極槌打装置Ａ２−１１が設けられる。そのセクション２Ｓの第１室１６には集塵極槌打装置Ａ２−２１が設けられる。そのセクション３Ｓの第１室１６には集塵極槌打装置Ａ２−３１が設けられる。そのセクション１Ｓの第２室１７には集塵極槌打装置Ａ２−１２が設けられる。そのセクション２Ｓの第２室１７には集塵極槌打装置Ａ２−２２が設けられる。そのセクション３Ｓの第２室１７には集塵極槌打装置Ａ２−３２が設けられる。これらの集塵極槌打装置Ａ２−１１，Ａ２−２１，Ａ２−３１，Ａ２−１２，Ａ２−２２，Ａ２−３２は制御装置５５（図３参照）によって制御される。

また、電気集塵ユニットＡ２の入口には、電気集塵ユニットＡ１と同様にして、入口ダンパＡ２−１及び入口ダンパＡ２−２が設けられる。その出口には出口ダンパＡ２−３及び出口ダンパＡ２−４が設けられる。これらの入口ダンパＡ２−１、入口ダンパＡ２−２、出口ダンパＡ２−３及び出口ダンパＡ２−４も、図１に示したようなダンパ駆動装置４３（図３参照）によって駆動される。

なお、Ａ系列の入口煙道１８とＢ系列の入口煙道１８との間には入口コモンダンパ４９が設けられ、電気集塵装置１５の入口側において、Ａ系列の煙道とＢ系列の煙道との間で電気集塵前の排ガスを連絡（連通）できるようになっている。また、Ａ系列の出口煙道２１とＢ系列の出口煙道２１との間には出口コモンダンパ５９が設けられ、電気集塵装置１５の出口側において、Ａ系列の煙道とＢ系列の煙道との間で電気集塵後の排ガスを連絡（連通）できるようになっている。

例えば、Ａ系列の電気集塵ユニットＡ１，Ａ２等の保守等において、入口コモンダンパ４９、出口コモンダンパ５９の開閉動作に協働して、入口ダンパＡ１−１、入口ダンパＡ１−２、入口ダンパＡ２−１、入口ダンパＡ２−２、出口ダンパＡ１−３、出口ダンパＡ１−４、出口ダンパＡ２−３、出口ダンパＡ２−４を開閉動作することで、Ａ系列の電気集塵ユニットＡ１，Ａ２をパスできるようになっている。

＜本実施形態の構成＞
図３は、本発明の一実施形態における発電所運用システム１００の制御系の概略構成を示すブロック図である。

発電所運用システム１００は、石炭焚きのボイラシステムに適用可能なものであり、平衡通風式のボイラシステムの通風系統に設置され、火炉１２からの排ガス中の煤塵を除去するように機能する。発電所運用システム１００は、電気集塵装置１５と、集塵極槌打装置２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２５ａ，２５ｂ，２５ｃと、ＥＰ灰処理装置４２と、ダンパ駆動装置４３と、煤塵濃度検出装置４４と、運転制御装置に相当する制御装置５５と、操作部５７と、モニタ５８と、を有して構成される。

制御装置５５は、発電所運用システム１００全体を制御するものであり、電気集塵装置１５と、集塵極槌打装置２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２５ａ，２５ｂ，２５ｃと、誘引通風機３０と、ＥＰ灰処理装置４２と、ダンパ駆動装置４３と、煤塵濃度検出装置４４と、操作部５７と、モニタ５８とに通信可能に接続されている。
電気集塵装置１５は、図２を用いて説明した通りである。

集塵極槌打装置２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２５ａ，２５ｂ，２５ｃは、制御装置５５からの制御信号Ｓ２４ａ，Ｓ２４ｂ，Ｓ２４ｃ，Ｓ２５ａ，Ｓ２５ｂ，Ｓ２５ｃによって駆動制御される。制御装置５５は、通常運転時にインターバル槌打を主体的に実行し、予め設定された時間帯にダンパ連動槌打を実行するように集塵極槌打装置２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２５ａ，２５ｂ，２５ｃを制御する。

インターバル槌打においては、上述したダンパ開槌打が実行され、ダンパ連動槌打においては、上述したダンパ閉槌打が実行される。

ＥＰ灰処理装置４２は、電気集塵装置１５の各々の区画室１６ａ，１６ｂ，１６ｃから排出される煤塵を、ホッパー４１を通じて取り込み、制御装置５５からの灰処理制御信号Ｓ４２に基づいて煤塵を処理して石膏化する。煤塵を石膏化するには所定の灰処理時間（以下でＥＰ灰処理時間という）を要する。ＥＰ灰処理装置４２は、ＥＰ灰処理時間を示すＥＰ灰処理情報Ｄ４２を制御装置５５に出力する。灰処理制御信号Ｓ４２は制御装置５５からＥＰ灰処理装置４２へ出力される。

ダンパ駆動装置４３は、制御装置５５からのダンパ駆動情報Ｄ４３に基づいて入口ダンパ１９，２０及び出口ダンパ２２，２３を駆動する。ダンパ駆動装置４３はダンパ駆動情報Ｄ４３をデコードしてダンパ制御信号Ｓ１９，Ｓ２０，Ｓ２２，Ｓ２３を生成する。

ダンパ制御信号Ｓ１９は、ダンパ駆動装置４３から入口ダンパ１９を駆動するモータへ出力される。ダンパ制御信号Ｓ２０は、ダンパ駆動装置４３から入口ダンパ２０を駆動するモータへ出力される。ダンパ制御信号Ｓ２２は、ダンパ駆動装置４３から出口ダンパ２２を駆動するモータへ出力される。ダンパ制御信号Ｓ２３は、ダンパ駆動装置４３から出口ダンパ２３を駆動するモータへ出力される。

煤塵濃度検出装置４４は、火炉１２から排出される排ガス中の煤塵の濃度を検出する。測定ポイントは、例えば、出口煙道２１付近であり、煤塵除去後の排気ガスの煤塵濃度を検出できる位置である。この位置に煤塵濃度検出センサが配置され、この煤塵濃度検出センサから煤塵濃度検出装置４４へ煤塵濃度検出信号Ｓ４４が出力される。

煤塵濃度検出装置４４は、煤塵濃度検出信号Ｓ４４をアナログ・ディジタル変換した後の煤塵濃度情報Ｄ４４を制御装置５５に出力する。もちろん、入口煙道１８付近や、誘引通風機３０の下流側に測定ポイントを設けて、そこから排出される煤塵除去後の排気ガスの煤塵濃度を検出して煤塵濃度情報を制御装置５５に出力するようにしてもよい。

操作部５７は、作業員の操作によって制御装置５５に対して各種の情報を入力するものである。モニタ５８は、発電所運用システム１００に関する各種の情報を表示するものである。

また、図３に示すように、制御装置５５は、メモリ５１と、タイマ５２と、ＣＰＵ５３と、を備えている。ＣＰＵ５３は、発電所運用システム１００全体を制御する中央処理装置である。メモリ５１には、初期設定時等に入力された情報、発電所運用システム１００を制御するための各種のプログラム、ダンパ連動槌打を実行する際に参照される石炭性状データベース５１ａ等が記憶されている。タイマ５２は、現在時刻を計時するものであり、ダンパ連動槌打を実施する現在時刻に到達した場合に、槌打をダンパ連動槌打に切り替える切替要求をＣＰＵ５３に出力する。

ＣＰＵ５３は、メモリ５１に記憶されているプログラムを実行させることにより、インターバル槌打制御部、ダンパ連動槌打制御部、ダンパ連動槌打回数設定部としての機能を果たすようになる。インターバル槌打制御部は、インターバル槌打を実行するように集塵極槌打装置２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２５ａ，２５ｂ，２５ｃを制御する。ダンパ連動槌打制御部は、予め設定された時間帯にダンパ連動槌打を実行するように集塵極槌打装置２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２５ａ，２５ｂ，２５ｃを制御する。ダンパ連動槌打回数設定部は、インターバル槌打からダンパ連動槌打に切り替える際に、石炭性状データベースを参照し、現状において用いられている石炭の灰分と全硫黄分とに基づいて槌打の回数を設定する。

＜インターバル槌打の具体例＞
インターバル槌打においては、図２に示す、Ａ系列における入口ダンパＡ１−１，Ａ１−２，Ａ２−１，Ａ２−２、及び出口ダンパＡ１−３，Ａ１−４，Ａ２−３，Ａ２−４は全開状態である。Ｂ系列においても同様である。

集塵極１（図２参照）の槌打はＡ系列から実施される。まず、電気集塵ユニットＡ１において、集塵極槌打装置Ａ１−１１，集塵極槌打装置Ａ１−２１，集塵極槌打装置Ａ１−３１，集塵極槌打装置Ａ１−１２，集塵極槌打装置Ａ１−２２，集塵極槌打装置Ａ１−３２の順に駆動する。すなわち、区画室１６ａ，区画室１６ｂ，区画室１６ｃ，区画室１７ａ，区画室１７ｂ，区画室１７ｃの順で集塵極１が槌打される。

電気集塵ユニットＡ１における６つの集塵極槌打装置による槌打が終了した後、次に、電気集塵ユニットＡ２において槌打を行う。電気集塵ユニットＡ２においても同様に、集塵極槌打装置Ａ２−１１，集塵極槌打装置Ａ２−２１，集塵極槌打装置Ａ２−３１，集塵極槌打装置Ａ２−１２，集塵極槌打装置Ａ２−２２，集塵極槌打装置Ａ２−３２の順に駆動する。

Ａ系列の電気集塵ユニットＡ１、Ａ２における集塵極１の槌打が終了した後、Ｂ系列における集塵極の槌打が実施される。Ｂ系列における集塵極１の槌打もＡ系列と同様であるため、説明は省略する。

＜ダンパ連動槌打の具体例＞
ダンパ連動槌打においては、まず、入口ダンパＡ１−１及び出口ダンパＡ１−３を全閉状態に、入口ダンパ１−２，Ａ２−１，Ａ２−２を全開状態に、出口ダンパＡ１−４，Ａ２−３，Ａ２−４を、約５０％開いた状態にする。次に、集塵極槌打装置Ａ１−１１，集塵極槌打装置Ａ１−２１，集塵極槌打装置Ａ１−３１の順に駆動して、Ａ系列の電気集塵ユニットＡ１における区画室１６ａ，区画室１６ｂ，区画室１６ｃの集塵極１を槌打する。

次に、入口ダンパＡ１−２及び出口ダンパＡ１−４を全閉状態に、入口ダンパＡ１−１，Ａ２−１，Ａ２−２を全開状態に、出口ダンパＡ１−３，Ａ２−３，Ａ２−４を、約５０％開いた状態にする。次に、集塵極槌打装置Ａ１−１２，集塵極槌打装置Ａ１−２２，集塵極槌打装置Ａ１−３２の順に駆動して、Ａ系列の電気集塵ユニットＡ１における区画室１７ａ，区画室１７ｂ，区画室１７ｃの集塵極１を槌打する。

次に、入口ダンパＡ２−１及び出口ダンパＡ２−３を全閉状態に、入口ダンパＡ１−１，Ａ１−２，Ａ２−２を全開状態に、出口ダンパＡ１−３，Ａ１−４，Ａ２−４を、約５０％開いた状態にする。次に、集塵極槌打装置Ａ２−１１，集塵極槌打装置Ａ２−２１，集塵極槌打装置Ａ２−３１の順に駆動し、Ａ系列の電気集塵ユニットＡ２における区画室１６ａ，区画室１６ｂ，区画室１６ｃの集塵極１を槌打する。

次に、入口ダンパＡ２−２及び出口ダンパＡ２−４を全閉状態に、入口ダンパＡ１−１，Ａ１−２，Ａ２−１を全開状態に、出口ダンパＡ１−３，Ａ１−４，Ａ２−３を、約５０％開いた状態にする。次に、集塵極槌打装置Ａ２−１２，集塵極槌打装置Ａ２−２２，集塵極槌打装置Ａ２−３２の順に駆動し、Ａ系列の電気集塵ユニットＡ２における区画室１７ａ，区画室１７ｂ，区画室１７ｃの集塵極１を槌打する。

Ａ系列の電気集塵ユニットＡ１，Ａ２における集塵極１の槌打が終了した後、Ｂ系列における集塵極１の槌打が実施される。Ｂ系列における集塵極１の槌打もＡ系列と同様であるため、説明は省略する。

槌打に要する時間は、電気集塵装置１５の１室当たり約３０分である。従って、ダンパ連動槌打における槌打には、一つの電気集塵ユニット当たり１時間程度を要し、システム全体では４時間程度を要する。

＜石炭性状データベースの内容＞
図４は、石炭性状データベース５１ａを示す説明図である。石炭性状データベース５１ａは、石炭の灰分と、硫黄分と、槌打の回数とを関連付けて記憶したものである。
火炉１２（図１参照）で燃焼させている石炭の性状において、硫黄分と、石炭の灰分とが集塵性能に影響を与えている。

具体的には、硫黄分が高いほど電気抵抗率（Ω・ｃｍ）が低下するため、集塵性が高くなる。これは表面電導によるもので、低温域では水分やＳＯ_３分の吸着により粒子の表面を電流が流れやすくなる。温度上昇に従いその影響は少なくなる。しかし、本実施形態における電気集塵装置１５は、排ガス温度を下げて運転する低低温ＥＰと称される装置を用いているため、硫黄分が集塵性能に与える影響は大きい。特に、全硫黄分が０．４０％を下回る石炭を使用する場合は、火花が発生してＥＰ電流の低下が見られる。このため、全硫黄分が低い石炭を使用する場合には、集塵極に付着する煤塵を確実に除去する必要がある。

また、灰分が多くなると、電気集塵装置１５では捕集しきれない煤塵が増加するため、出口煙道２１における煤塵濃度が高くなる。煤塵濃度が高くなると、集塵極１と放電極２との間における火花の発生回数も増加し、ＥＰ電流が低下する。このため、灰分が高い石炭を使用する場合にも、集塵極に付着する煤塵を確実に除去する必要がある。

石炭性状データベース５１ａは、石炭の灰分の値と全硫黄分の値との組合せと、ダンパ連動槌打における槌打回数を１サイクルにするか２サイクルにするかを関連付けたものである。ここで、１サイクルとは、図２を用いて説明したように、Ａ系列からダンパ連動槌打を開始し、Ｂ系列のダンパ連動槌打が終了するまでを指す。したがって、本実施形態によれば、１サイクル当たり４時間かかることになる。

図４に示す石炭性状データベース５１ａによれば、全硫黄分が０．２５％より低い場合には灰分の値にかかわらず、２サイクルが関連付けられている。また、全硫黄分が０．２５％より高い場合には、灰分の値によって１サイクル及び２サイクルのいずれかが関連付けられている。図４において、１サイクルに設定された灰分と全硫黄分との組合せの範囲をダンパ連動１サイクルゾーンと称し、２サイクルに設定された灰分と全硫黄分との組合せの範囲をダンパ連動２サイクルゾーンと称することにする。また、ダンパ連動１サイクル運転ゾーンにおいて、ダンパ連動２サイクル運転ゾーンに近いゾーンを煤塵濃度要注意ゾーンと称することにする。

このように、火炉１２（図１参照）で燃焼させている石炭の灰分と全硫黄分の値を取得することにより、石炭性状データベース５１ａを参照することによって、ダンパ連動槌打を１サイクル実施するか、２サイクル実施するかを判断することができる。

＜集塵極槌打装置の駆動制御＞
次に、図５を参照しながら集塵極槌打装置の駆動制御について説明する。
まず、作業員は、現状において火炉１２で燃焼させている石炭の灰分の値と全硫黄分の値とを予め調べておく。更に、作業員は、操作部５７を操作して、メモリ５１に石炭の灰分の値と全硫黄分の値をメモリ５１に登録する。なお、火炉１２で燃焼させている石炭の種類が変わる毎に、メモリ５１に登録して石炭の灰分の値と全硫黄分の値を更新する。

まず、ステップＳＴ１０において、ＣＰＵ５３は、ダンパ連動槌打に切り替える切替要求の有無を求め、切替要求がない場合には、ステップＳＴ１２に処理を移行して、インターバル槌打を実行するように集塵極槌打装置２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２５ａ，２５ｂ，２５ｃを制御する。ダンパ連動槌打に切り替える切替要求は、タイマ５２が、予め設定されたダンパ連動槌打に切り替える時刻を計時した場合（例えば、０：００）にタイマ５２から出力される。また、制御装置５５が、煤塵濃度検出装置４４の検出結果から煤塵の濃度変化率を求め、ダンパ連動槌打に切り替える切替要求は、煤塵の濃度及び濃度変化率が予め設定された閾値を越えた場合に出力される。

また、ＣＰＵ５３は、ステップＳＴ１０において切替要求があった場合に、ステップＳＴ１４に処理を移行して槌打回数設定処理を行い、１サイクル運転にするか２サイクル運転にするかを設定した後、ステップＳＴ１６に処理を移行し、集塵極槌打装置２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２５ａ，２５ｂ，２５ｃを制御してダンパ連動槌打を実行する。なお、槌打回数設定処理（ステップＳＴ１４）の詳細については図６を用いて後述する。

また、ＣＰＵ５３は、ステップＳＴ１２においてインターバル槌打を実行している間は、ダンパ連動槌打に切り替える切替要求の有無の監視を継続する（ステップＳＴ１０）。

そして、ＣＰＵ５３は、設定した槌打回数を実行した場合にダンパ連動槌打を終了して（ステップＳＴ１８のＹＥＳ）、インターバル槌打に切り替えて（ステップＳＴ２０）、ステップＳＴ１０の処理に移行する。

つまり、制御装置５５は、火炉１２の運転中においては主にインターバル槌打を実行し、ダンパ連動槌打に切り替える要求があった場合に、ステップＳＴ１４の処理で設定したサイクルにおいてダンパ連動槌打を実行する。

なお、本実施形態によれば、ダンパ連動槌打に切り替える切替要求は、タイマ５２が、予め設定したダンパ連動槌打の開始時刻（例えば、午前０時）を計時した場合にタイマ５２から出力されたり、作業員による操作部５７の操作入力によって操作部５７から出力される。なお、ダンパ連動槌打に切り替える切替要求の出力方法は、上記したものに限らない。

＜槌打回数設定処理＞
次に、図６を参照しながら、図５に示すステップＳＴ１４の槌打回数設定処理について説明する。

まず、ステップＳＴ３０において、ＣＰＵ５３（ダンパ連動槌打回数設定部）は、現在、１１月〜３月の間であるか否かを判定し、１１月〜３月である場合には、槌打回数として２サイクル運転を設定する（ステップＳＴ３２）。ＣＰＵ５３は、１１月〜３月の間でない場合には、ステップＳＴ３４において石炭性状データベース５１ａを参照し（ステップＳＴ３４）、予め把握している全硫黄分の値と灰分の値との組合せが、１サイクルゾーンにあるか２サイクルゾーンにあるかを判断する。

ＣＰＵ５３が、２サイクルゾーンにあると判断した場合には（ステップＳＴ３６のＹＥＳ）、槌打回数として２サイクル運転を設定する（ステップＳＴ３２）。ＣＰＵ５３が、煤塵濃度要注意ゾーンにあると判断した場合には（ステップＳＴ３８のＹＥＳ）、煤塵濃度監視設定を行うとともに槌打回数として１サイクル運転を設定する（ステップＳＴ４０及びステップＳＴ４２）。ＣＰＵ５３が、煤塵濃度要注意ゾーンにあると判断しない場合には（ステップＳＴ３８のＮＯ）、言い換えれば１サイクルゾーンにあると判断した場合には、槌打回数として１サイクル運転を設定する（ステップＳＴ４２）。ステップＳＴ４２の処理が終了した場合に、ＣＰＵ５３は、図５のダンパ連動槌打（ステップＳＴ１６）に処理を移行する。

ステップＳＴ４０において煤塵濃度監視設定が行われた場合には、ＥＰ電流の変化や、出口煙道２１における煤塵濃度及び濃度上昇率をリアルタイムでモニタ５８に表示させる。作業員は、モニタ５８に表示された監視し、１サイクル運転から２サイクル運転に切り替えると判断した場合に、操作部５７を操作して制御装置５５に切替要求を送信する。あるいは、制御装置５５が、煤塵濃度及び濃度上昇率と予め設定された閾値とを比較し、閾値を越えた場合に自動的にダンパ連動槌打を実行するようにしてもよい。

なお、２サイクル運転を実施する場合には、１サイクル目が終了した後すぐに２サイクル目を開始しても、１サイクル目が終了した後にインターバルをおいてから２サイクル目を開始してもよい。例えば、１サイクル目が終了した後、例えばインターバル槌打を８時間実行してから、２サイクル目を開始してもよい。この場合、午前０時から午前４時までダンパ連動槌打を実施し、午前４時か午後０時までインターバル槌打を実施し、午後０時から午後４時までダンパ連動槌打を実施し、午後４時か午前０時までインターバル槌打を実施する、というように同じ時間間隔で、インターバル槌打とダンパ連動槌打とを交互に行うことができる。このように、１日に２サイクルのダンパ連動槌打を行うのであれば、実施するタイミングについては問わない。

以上説明したように構成された本実施形態によれば、火炉で燃焼させる石炭の灰分と全硫黄分に基づいて槌打の回数が設定されるため、例えば、全硫黄分が少ない場合や灰分が多い場合には、槌打の回数を多くし、全硫黄分が多い場合や灰分が少ない場合には、槌打の回数を少なくする、というように設定することが可能になる。これにより、必要以上にダンパ連動槌打を行ったり、ダンパ連動槌打が不足したりすることが低減され、ダンパ連動槌打を適正に行うことを可能になる。

また本実施形態によれば、煤塵の濃度及び濃度変化率が予め設定された閾値を越えた場合にインターバル槌打からダンパ連動槌打に切り替えるため、火炉１２の運転中において電気集塵装置１５の集塵性能が低下した可能性がある場合に、必要に応じてインターバル槌打からダンパ連動槌打に切り替えることが可能になる。これにより、電気集塵装置の集塵性能を維持することが可能になる。

１ 集塵極
２ 放電極
１０ 押込通風機
１１ 空気予熱器
１２ 火炉
１３ 排ガス脱硝装置
１４ 熱回収器
１５ 電気集塵装置
１５ａ ケース
１５ｂ 区画板
１６ 第１室
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ 区画室
１７ 第２室
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ 区画室
１８ 入口煙道
１９、２０ 入口ダンパ
２１ 出口煙道
２２、２３ 出口ダンパ
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ 集塵極槌打装置
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ 集塵極槌打装置
３０ 誘引通風機
３２ 排ガス脱硫装置
３５ 再加熱器
４０ 煙突
４１ ホッパー
４２ ＥＰ灰処理装置
４３ ダンパ駆動装置
４４ 煤塵濃度検出装置
４９ 入口コモンダンパ
５０ 制御装置
５１ メモリ
５１ａ 石炭性状データベース
５２ タイマ
５３ ＣＰＵ
５７ 操作部
５５ 制御装置
５８ モニタ
５９ 出口コモンダンパ

Claims (2)

1. 石炭を燃焼させる火炉からの排ガス中の煤塵を除去する電気集塵装置と、
   当該電気集塵装置に設置される集塵極槌打装置と、
   当該集塵極槌打装置の制御を行う運転制御装置と、
   を備えた発電所運用システムにおいて、
   前記電気集塵装置は、
   排ガスが流通するケースと、
   当該ケースの内部が複数に区画され、それぞれが独立して荷電可能な区画室と、
   当該各区画室に設けられ前記煤塵を捕集する集塵極と、
   前記排ガスの流通を制御するために当該ケースの入口煙道に設けられた入口ダンパと、
   前記ケースの出口煙道に設けられた出口ダンパと、を有し、
   前記集塵極槌打装置は、前記集塵極を槌打し、
   前記運転制御装置は、
   石炭の灰分と、全硫黄分と、槌打の回数とを関連付けて記憶する石炭性状データベースと、
   前記入口ダンパ及び前記出口ダンパを開き、かつ、前記集塵極を荷電した状態で、前記区画室の前記集塵極に対して間欠的に槌打を繰り返すインターバル槌打を実行するように前記集塵極槌打装置を制御するインターバル槌打制御部と、
   前記入口ダンパ及び前記出口ダンパを閉じ、かつ、前記集塵極を無荷電とした状態で、前記区画室の前記集塵極に対して槌打を行うダンパ連動槌打を実行するように前記集塵極槌打装置を制御するダンパ連動槌打制御部と、
   インターバル槌打からダンパ連動槌打に切り替える際に、前記石炭性状データベースを参照し、現状において用いられている石炭の灰分と全硫黄分とに対応する槌打の回数を設定するダンパ連動槌打回数設定部と、を有することを特徴とする発電所運用システム。
2. 前記火炉から排出される排ガス中の煤塵の濃度を検出する煤塵濃度検出装置を更に備え、
   前記運転制御装置は、前記煤塵濃度検出装置の検出結果から煤塵の濃度変化率を求め、煤塵の濃度及び濃度変化率が予め設定された閾値を越えた場合にインターバル槌打からダンパ連動槌打に切り替えることを特徴とする請求項１記載の発電所運用システム。

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