JP7003625B2

JP7003625B2 - 起動時間短縮効果算出装置および起動時間短縮効果算出プログラム

Info

Publication number: JP7003625B2
Application number: JP2017242105A
Authority: JP
Inventors: 繁一笠原
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2017-12-18
Filing date: 2017-12-18
Publication date: 2022-01-20
Anticipated expiration: 2037-12-18
Also published as: JP2019109701A

Description

この発明は、発電プラントの起動時間を短縮した場合の経済的効果を算出する、起動時間短縮効果算出装置および起動時間短縮効果算出プログラムに関する。

発電プラントのなかには、毎日発電起動および停止を行うＤＳＳ（ＤａｉｌｙＳｔａｒｔａｎｄＳｔｏｐ、毎日発停）運転を行ったり、毎週発電起動および停止を行うＷＳＳ（ＷｅｅｋｌｙＳｔａｒｔａｎｄＳｔｏｐ、毎週発停）運転を行ったりするプラントが存在する。このような発電プラントでは、起動時間を短縮することで、起動に要する電力量や蒸気量、燃料量などを軽減することができ、かつ、早期給電を行うことができる。

このため、起動時間を短縮するための対策が日々検討、実施されている。そして、検討、実施された対策によって、起動に要する電力量や蒸気量、燃料量などがどのくらい軽減されるか、つまり、どのくらいの経済的効果が得られるか、を検証する必要がある。

一方、揚発と揚水とによる経済的効果を定量的に算出する経済効果算出装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この装置は、火力カーブに基づき第１の燃料費用を算出し、揚水指定量および揚発指定量に応じて火力カーブを補正し、補正された火力カーブに基づき第２の燃料費用を算出する。そして、第１の燃料費用と第２の燃料費用とに基づいて、揚発と揚水とによる経済的効果を算出するものである。

特開２００８－１２５１５２号公報

ところで、起動時間を短縮するための対策による経済的効果（削減コスト）は、従来、手計算によって行われていた。例えば、担当者がその知識や経験に基づいて、短縮時間によって削減できる電力量や蒸気量などを割り出し、この消費削減量から経済的効果を算出していた。

このため、多大な労力と時間を要するとともに、算出には専門的な知識や経験を要するため、限られた担当者のみが行っていた。また、計算ミスのおそれもあった。一方、特許文献１に記載の装置は、揚発と揚水とによる経済的効果のみを算出するものであるため、起動時間を短縮することによる経済的効果を算出することはできない。

そこでこの発明は、発電プラントの起動時間を短縮することによる経済的効果を誰もが容易かつ迅速に知得可能な、起動時間短縮効果算出装置および起動時間短縮効果算出プログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、発電プラントの起動時間を短縮した場合の経済的効果を算出する起動時間短縮効果算出装置であって、各設備における電力と蒸気と燃料を含む消費対象の起動時の単位時間当たりの消費量を記憶する消費量記憶手段と、前記電力および前記燃料の単位量当たりの費用と、蒸気エンタルピー、補給水エンタルピー、燃料発熱量、およびボイラ効率とを記憶し、前記蒸気エンタルピーから前記補給水エンタルピーを減算した値を、前記燃料発熱量と前記ボイラ効率とを乗算した値により除算し、前記燃料の単位量当たりの費用を乗算して前記蒸気の単位量当たりの費用を算出するコスト記憶手段と、前記起動時間の短縮時間と前記起動時の単位時間当たりの消費量とに基づいて、前記各設備における前記消費対象の消費削減量を算出し、該消費削減量と前記単位量当たりの費用とに基づいて、前記経済的効果を算出する効果算出手段と、を備え、前記電力および前記燃料の単位量当たりの費用、および前記蒸気の単位量当たりの費用の算出に必要な項目は、外部から変更可能となっている、ことを特徴とする。

この発明によれば、起動時間の短縮時間を入力すると、短縮時間と単位時間当たりの消費量とに基づいて、各設備での消費対象の消費削減量が算出され、続いて、この消費削減量と単位量当たりの費用とに基づいて、経済的効果が算出される。

請求項２の発明は、請求項１に記載の起動時間短縮効果算出装置において、前記効果算出手段は、前記発電プラントの起動頻度に基づいて、所定の期間における前記経済的効果を算出する、ことを特徴とする。

請求項３の発明は、発電プラントの起動時間を短縮した場合の経済的効果を算出する起動時間短縮効果算出プログラムであって、コンピュータを、各設備における電力と蒸気と燃料を含む消費対象の起動時の単位時間当たりの消費量を記憶する消費量記憶手段と、前記電力および前記燃料の単位量当たりの費用と、蒸気エンタルピー、補給水エンタルピー、燃料発熱量、およびボイラ効率とを記憶し、前記蒸気エンタルピーから前記補給水エンタルピーを減算した値を、前記燃料発熱量と前記ボイラ効率とを乗算した値により除算し、前記燃料の単位量当たりの費用を乗算して前記蒸気の単位量当たりの費用を算出するコスト記憶手段と、前記起動時間の短縮時間と前記起動時の単位時間当たりの消費量とに基づいて、前記各設備における前記消費対象の消費削減量を算出し、該消費削減量と前記単位量当たりの費用とに基づいて、前記経済的効果を算出する効果算出手段、として機能させ、前記電力および前記燃料の単位量当たりの費用、および前記蒸気の単位量当たりの費用の算出に必要な項目は、外部から変更可能となっている、ことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３に記載の起動時間短縮効果算出プログラムにおいて、前記効果算出手段は、前記発電プラントの起動頻度に基づいて、所定の期間における前記経済的効果を算出する、ことを特徴とする。

請求項１および請求項３の発明によれば、起動時間の短縮時間を入力するだけで、起動時間を短縮することによる経済的効果が自動的に算出されるため、経済的効果を誰もが容易かつ迅速に知得することができる。この結果、起動時間の短縮化（効率化）に対する意識が高揚し、より短縮化を検討、実施することが期待される。しかも、起動時間を短縮した場合の各設備における電力等の消費削減量を算出し、この消費削減量と電力等の単価とに基づいて経済的効果を算出するため、より適正な経済的効果を算出することが可能となる。

請求項２および請求項４の発明によれば、発電プラントの起動頻度に基づいて、所定の期間、例えば１年間における経済的効果が算出されるため、起動時間の短縮を所定の頻度で所定の期間継続した場合の経済的効果を、誰もが容易かつ迅速に知得することができる。

請求項１の発明によれば、単位量当たりの費用が変更可能となっているため、単位量当たりの費用をより最新、適正な値に変更、更新することで、より適正な経済的効果を算出することが可能となる。

この発明の実施の形態に係る起動時間短縮効果算出装置を示す概略構成ブロック図である。図１の起動時間短縮効果算出装置の単価データベースのデータ構成を示す図である。図１の起動時間短縮効果算出装置の計算シートを示す図である。図２に続く、図１の起動時間短縮効果算出装置の計算シートを示す図である。

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

図１～図４は、この発明の実施の形態を示し、図１は、この実施の形態に係る起動時間短縮効果算出装置１を示す概略構成ブロック図である。この起動時間短縮効果算出装置１は、発電プラントの起動時間を短縮した場合の経済的効果、つまり削減コストを算出する装置であり、主として、入力部２と、表示部３と、消費量データベース（消費量記憶手段）４と、単価データベース（コスト記憶手段）５と、効果算出タスク（効果算出手段）６と、これらを制御などする中央処理部７と、を備える。

入力部２は、各種情報、指令などを入力するためのインターフェイスであり、キーボードやマウスなどで構成され、例えば、後述する短縮時間や単価が入力される。表示部３は、各種情報や画像などを表示するディスプレイであり、例えば、後述する計算シートを表示する。

消費量データベース４は、各設備における電力と蒸気と燃料を含む消費対象の単位時間当たりの消費量を記憶するデータベースである。すなわち、各設備において単位時間当たりに消費される電力量などを記憶する記憶装置である。ここで、設備には、各種機器や状態の保持時間など、電力や燃料などを消費するすべてのものを含む。

この実施の形態では、各設備に対して、単位時間当たりの消費電力量と、単位時間当たりの消費蒸気量と、単位時間当たりの消費燃料量とが記憶されている。具体的には、図３および図４に示す計算シートにおいて、各設備１～ｎに対して、単位時間当たりに消費される電力量、すなわち、単位時間当たりに流れる電流Ｃ１と電圧Ｃ２、単位時間当たりに消費される蒸気量（単位蒸気量）Ｃ３、単位時間当たりに消費される燃料量（単位燃料量）Ｃ４が記憶されている。

ここで、発電プラントの起動時とその後とで単位時間当たりの消費量が異なる場合には、発電プラントの起動時の単位時間当たりの消費量が記憶されている。また、これらの単位時間当たりの消費量は、外部から変更可能となっている。例えば、入力部２から入力、変更できるようになっている。

単価データベース５は、消費対象の単位量当たりの費用を記憶するデータベースである。すなわち、この実施の形態では、単位量当たりの電力コストと、単位量当たりの蒸気コストと、単位量当たりの燃料コストとが記憶されている。具体的には、図２に示すように、蒸気エンタルピー（ｋｊ／ｋｇ）、補給水エンタルピー（ｋｊ／ｋｇ）、燃料単価（単位量当たりの燃料コスト、円／Ｔｏｎ）、燃料発熱量（ｋｊ／ｌ）、ボイラ効率（％）、電力単価（単位量当たりの電力コスト、円／ｋＷＨ）が記憶され、蒸気単価（単位量当たりの蒸気コスト、円／Ｔｏｎ）は、次の式によって算出され記憶されている。

蒸気単価＝（蒸気エンタルピー－補給水エンタルピー）÷（燃料発熱量×ボイラ効率）
×燃料単価

これらの単価は、図３および図４に示す計算シートの電力単価Ｃ５、燃料単価Ｃ６、Ｃ８および蒸気単価Ｃ７に反映されている。また、これらの単位量当たりの費用つまり図２のデータは、外部から変更可能となっている。例えば、入力部２から入力、変更できるようになっている。

効果算出タスク６は、起動時間の短縮時間と単位時間当たりの消費量とに基づいて、各設備における消費対象の消費削減量を算出し、該消費削減量と単位量当たりの費用とに基づいて、経済的効果を算出するタスク・プログラムであり、発電プラントの起動頻度に基づいて、所定の期間における経済的効果を算出する。

すなわち、効果算出タスク６が起動されると、図３および図４に示すような計算シートを表示部３に表示し、短縮時間が入力されると、まず、消費削減量を算出して計算シートに表示する。ここで、この実施の形態では、ＤＳＳ運転の場合とＷＳＳ運転の場合の短縮時間が入力され、それぞれの場合の消費削減量を算出する。

具体的には、「削減電力量」に対する短縮時間Ｃ１１、Ｃ１２が入力されると、この短縮時間Ｃ１１、Ｃ１２と電流Ｃ１、電圧Ｃ２とに基づいて（乗算して）、各設備１～ｎに対する電力削減量を算出し（例えば、Ｃ１×Ｃ２×Ｃ１１＝Ｃ２１）、電力量Ｃ２１、Ｃ２２に表示する。また、各設備１～ｎの電力量Ｃ２１、Ｃ２２をそれぞれ合計して、削減電力量Ｃ３１、Ｃ３２に表示する。

同様に、「削減蒸気量」に対する短縮時間Ｃ１３、Ｃ１４が入力されると、この短縮時間Ｃ１３、Ｃ１４と単位蒸気量Ｃ３とに基づいて、各設備１～ｎに対する蒸気削減量を算出し（例えば、Ｃ３×Ｃ１３＝Ｃ２３）、蒸気量Ｃ２３、Ｃ２４に表示する。また、各設備１～ｎの蒸気量Ｃ２３、Ｃ２４をそれぞれ合計して、削減蒸気量Ｃ３３、Ｃ３４に表示する。

さらに、「削減燃料量」に対する短縮時間Ｃ１５、Ｃ１６が入力されると、この短縮時間Ｃ１５、Ｃ１６と単位燃料量Ｃ４とに基づいて、各設備１～ｎに対する燃料削減量を算出し（例えば、Ｃ４×Ｃ１５＝Ｃ２５）、燃料量Ｃ２５、Ｃ２６に表示する。また、各設備１～ｎの燃料量Ｃ２５、Ｃ２６をそれぞれ合計して、削減燃料量Ｃ３５、Ｃ３６に表示する。

次に、消費削減量と単位量当たりの費用とに基づいて、各消費対象の削減コストを算出する。具体的には、削減電力量Ｃ３１、Ｃ３２と電力単価Ｃ５を乗算して、ＷＳＳとＤＳＳの電力削減費用を算出し削減コストＣ４１、Ｃ４２に表示する。同様に、削減蒸気量Ｃ３３、Ｃ３４と蒸気単価Ｃ７を乗算して、ＷＳＳとＤＳＳの蒸気削減費用を算出し削減コストＣ４３、Ｃ４４に表示する。さらに、削減燃料量Ｃ３５、Ｃ３６と燃料単価Ｃ８を乗算して、ＷＳＳとＤＳＳの燃料削減費用を算出し削減コストＣ４５、Ｃ４６に表示する。

続いて、各消費対象の削減コストＣ４１～Ｃ４６をＷＳＳ毎またはＤＳＳ毎に合計して、削減コスト合計Ｃ５１、Ｃ５２に表示する。そして、削減コスト合計Ｃ５１、Ｃ５２のそれぞれに、ＷＳＳ運転の場合とＤＳＳ運転の場合の1年間の起動回数（起動頻度）を乗算して、１年間（所定の期間）における経済的効果を算出する。つまり、ＷＳＳ削減コスト合計Ｃ５１とＷＳＳの起動回数Ｃ５３を乗算し、ＤＳＳ削減コスト合計Ｃ５２とＤＳＳの起動回数Ｃ５４を乗算し、これらの乗算結果を加算して年間経済効果Ｃ５５を算出、表示する。ここで、ＷＳＳの起動回数Ｃ５３とＤＳＳの起動回数Ｃ５４は、入力部２から入力してもよいし、規定値であってもよい。

このように、この起動時間短縮効果算出装置１によれば、起動時間の短縮時間を入力するだけで、起動時間を短縮することによる経済的効果が自動的に算出されるため、経済的効果を誰もが容易かつ迅速に知得することができる。この結果、起動時間の短縮化（効率化）に対する意識が高揚し、より短縮化を検討、実施することが期待される。例えば、起動時間の短縮化を検討する際に、短縮時間がどのくらいできたら、どのくらいの経済的効果が得られるかを誰もが容易かつ迅速に知得することができるため、起動時間の短縮化に対する意識、意欲を向上させることが可能となる。

また、起動時間を短縮した場合の各設備１～ｎにおける電力等の消費削減量を算出し、この消費削減量と電力等の単価とに基づいて経済的効果を算出するため、より適正な経済的効果を算出することが可能となる。

さらに、発電プラントの起動頻度に基づいて、所定の期間、例えば１年間における経済的効果が算出されるため、起動時間の短縮を所定の頻度で所定の期間継続した場合の経済的効果を、誰もが容易かつ迅速に知得することができる。

また、単位量当たりの費用が変更可能となっているため、単位量当たりの費用をより最新、適正な値に変更、更新することで、より適正な経済的効果を算出することが可能となる。

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、消費対象が電力と蒸気と燃料の場合について説明したが、その他の消費対象、例えば、ガスなどであってもよい。

ところで、汎用コンピュータに次のような起動時間短縮効果算出プログラムをインストールすることで、起動時間短縮効果算出装置１を構成することができる。すなわち、発電プラントの起動時間を短縮した場合の経済的効果を算出するプログラムであって、コンピュータを、各設備における電力と蒸気と燃料を含む消費対象の単位時間当たりの消費量を記憶する消費量記憶手段（消費量データベース４）と、消費対象の単位量当たりの費用を記憶するコスト記憶手段（単価データベース５）と、起動時間の短縮時間と単位時間当たりの消費量とに基づいて、各設備における消費対象の消費削減量を算出し、該消費削減量と単位量当たりの費用とに基づいて、経済的効果を算出する効果算出手段（効果算出タスク６）、として機能させるプログラムである。また、このプログラムにおいて、効果算出手段は、発電プラントの起動頻度に基づいて、所定の期間における経済的効果を算出するようにしてもよい。

１起動時間短縮効果算出装置
２入力部
３表示部
４消費量データベース（消費量記憶手段）
５単価データベース（コスト記憶手段）
６効果算出タスク（効果算出手段）
７中央処理部

Claims

発電プラントの起動時間を短縮した場合の経済的効果を算出する起動時間短縮効果算出装置であって、
各設備における電力と蒸気と燃料を含む消費対象の起動時の単位時間当たりの消費量を記憶する消費量記憶手段と、
前記電力および前記燃料の単位量当たりの費用と、蒸気エンタルピー、補給水エンタルピー、燃料発熱量、およびボイラ効率とを記憶し、前記蒸気エンタルピーから前記補給水エンタルピーを減算した値を、前記燃料発熱量と前記ボイラ効率とを乗算した値により除算し、前記燃料の単位量当たりの費用を乗算して前記蒸気の単位量当たりの費用を算出するコスト記憶手段と、
前記起動時間の短縮時間と前記起動時の単位時間当たりの消費量とに基づいて、前記各設備における前記消費対象の消費削減量を算出し、該消費削減量と前記単位量当たりの費用とに基づいて、前記経済的効果を算出する効果算出手段と、を備え、
前記電力および前記燃料の単位量当たりの費用、および前記蒸気の単位量当たりの費用の算出に必要な項目は、外部から変更可能となっている、
ことを特徴とする起動時間短縮効果算出装置。
前記効果算出手段は、前記発電プラントの起動頻度に基づいて、所定の期間における前記経済的効果を算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の起動時間短縮効果算出装置。
発電プラントの起動時間を短縮した場合の経済的効果を算出する起動時間短縮効果算出プログラムであって、コンピュータを、
各設備における電力と蒸気と燃料を含む消費対象の起動時の単位時間当たりの消費量を記憶する消費量記憶手段と、
前記電力および前記燃料の単位量当たりの費用と、蒸気エンタルピー、補給水エンタルピー、燃料発熱量、およびボイラ効率とを記憶し、前記蒸気エンタルピーから前記補給水エンタルピーを減算した値を、前記燃料発熱量と前記ボイラ効率とを乗算した値により除算し、前記燃料の単位量当たりの費用を乗算して前記蒸気の単位量当たりの費用を算出するコスト記憶手段と、
前記起動時間の短縮時間と前記起動時の単位時間当たりの消費量とに基づいて、前記各設備における前記消費対象の消費削減量を算出し、該消費削減量と前記単位量当たりの費用とに基づいて、前記経済的効果を算出する効果算出手段、として機能させ、
前記電力および前記燃料の単位量当たりの費用、および前記蒸気の単位量当たりの費用の算出に必要な項目は、外部から変更可能となっている、
ことを特徴とする起動時間短縮効果算出プログラム。
前記効果算出手段は、前記発電プラントの起動頻度に基づいて、所定の期間における前記経済的効果を算出する、
ことを特徴とする請求項３に記載の起動時間短縮効果算出プログラム。