JP7161855B2 - 脱硫装置の運転監視システム - Google Patents
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Description
吸収剤を用いて排ガス中のSO2を除去する脱硫装置の運転監視システムであって、
前記脱硫装置の運転データ(定常的な分析データのデータベースへの入力値を含む。以下「運転データ」と称す。)を入力・取得する運転データの入力・取得部と、
前記運転データの入力・取得部で取得された前記運転データに基づいて、前記脱硫装置の脱硫性能に関するあるべき解析性能に基づく性能を算出する解析性能算出部と、
前記解析性能算出時の実測性能(DCS(分散制御システム)から自動で得られるもののみならず、分析の結果手動入力されるものを含む。以下「実測性能」と称す。)を取得する実測性能取得部と、
前記解析性能に基づく性能算出部で算出された前記解析性能に対する、前記実測性能取得部で取得された前記実測性能との比率である性能比を算出する性能比算出部と、
を備える。
このような解析性能式として、例えば以下の(A)、(B)を用いることができる。
YSO2out=f(G,YSO2in,[CaCO3],L,k) (A)
ηSO2=g(G,YSO2in,[CaCO3],L,k) (B)
ここで、YSO2outは脱硫装置出口SO2濃度、YSO2inは脱硫装置入口SO2濃度、Gは処理ガス量、[CaCO3]は吸収塔スラリー中のCaCO3濃度、Lはスラリー循環流量、f,gは脱硫装置特性を表す関数、ηSO2は脱硫率、kは吸収剤の活性値(溶解速度)である。すなわち、脱硫装置出口SO2濃度は、上記入力値に対して関数fを介して求めることができる。この関数fは、特開昭59-199021号或いは特開昭63-229126号公報に示されるような化学反応モデルにより実現してもよく、また制御対象となる脱硫装置実機について種々の運転条件における特性を計測し、これを統計処理等の方法によりモデル化することも可能である。
性能比算出部では、このような解析性能と、それに対応する実測性能との比率である性能比が算出される。このように算出される性能比は、脱硫装置に関する運転条件に基づく脱硫性能の真の性能低下度合を絶対的に評価可能であり、予兆段階を含めた健全性を精度よく評価できる。そのため、ユーザ側の裁量で、吸収剤の投入量や吸収液の供給量が過大になり見掛け上の性能が閾値を満足している場合であっても、前記性能比に基づいて性能低下を精度よく且つ早期に検知できる。
尚、本願明細書において「解析性能」とは、運転データを解析性能式(例えばシミュレーションモデル)に入力して算出可能な性能に対応するパラメータを広く含む。
前記脱硫装置を監視することにより前記運転データを測定及び/又は入力可能なローカル監視システムと、
前記ローカル監視システムとネットワークを介して通信可能であり、前記運転データの入力・取得部、前記解析性能算出部、前記実測性能取得部、及び、前記性能比算出部を含む遠隔監視システムと、
を備える。
前記遠隔監視システムは、前記性能比算出部で算出された前記性能比に基づく評価結果を選択的に前記ローカル監視システムに送信可能である。
前記運転データは前記吸収剤の量を含む。
前記性能比は、前記解析性能に対する対数値前記実測性能の対数値との比率である。
前記解析性能は、前記脱硫装置の構造パラメータ又は前記吸収剤の化学反応パラメータの少なくとも一方に基づいて算出される。
前記性能比算出部で算出された前記性能比を予め用意された閾値と比較することにより、前記脱硫装置の真の性能低下の有無を判定する。
前記閾値は、前記脱硫装置が設置されるプラントの固有性能に基づいて設定される。
前記性能比算出部は、前記解析性能算出部で算出される複数の前記解析性能の各々について前記性能比を算出する。
前記性能比算出部で算出された前記性能比の経時的変化に基づいて、前記脱硫装置の性能低下の有無を判定する。
前記運転データの入力・取得部で取得された前記運転データに含まれる複数のパラメータ間の相関に基づいて前記脱硫装置の性能低下の有無を判定する。
前記解析性能に基づいて前記脱硫装置に前記性能低下が有ると判定された場合、前記運転データの正常値と実測性能とを比較する分析用データを作成する。
尚、正常値とは、脱硫装置に性能低下が無い場合に想定される運転データであり、脱硫装置の仕様や過去の運転データを採用可能である。
前記遠隔監視システムは、プラント毎に設置された前記ローカル監視システムの各々と前記ネットワークを介して通信可能であり、前記ローカル監視システムの各々に固有な前記性能比に関する判定基準を有する。
前記性能比算出部で算出された前記性能比に基づいて前記脱硫装置の性能低下が有ると判定された場合、アラームを報知する。
前記性能比算出部で算出された前記性能比に基づいて前記脱硫装置の性能低下が有ると判定された場合、前記性能低下に対する運転改善メニューを作成する。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
SO2+1/2O2+CaCO3+2H2O→CaCO4・2H2O+CO2 (1)
尚、脱水器22の脱水処理で生じたろ過液の一部は、水12として吸収塔4の底部に供給されることで再利用される。
尚、図3に示される中央サーバ404の内部構成の少なくとも一部は、遠隔監視システム400を構成する監視用端末406に分配されていてもよいし、クラウドサーバ内に構築されていてもよい。
尚、このような各脱硫装置1の固有な特性(くせ)としては、初期特性だけでなく、経時的変化(灰汚れ、炭種変更、ポンプ摩耗など)により性能評価結果が変化することも含まれてもよい。
2 集塵装置
3a,3b 排気通路
4 吸収塔
6 吸収液
8 石灰石フィーダ
10 石灰石
12 水
14 吸収液循環ポンプ
16 吸収液ヘッダ
18 ノズル
20 抜出管
22 脱水器
24 石膏
25 脱硫排ガス管
26 酸化用空気
100 運転監視システム
200 ローカル監視システム
202 監視用サーバ
204 ローカルサーバ
206 クライアント端末
208,402 ルータ
300 ネットワーク
400 遠隔監視システム
404 中央サーバ
406 監視用端末
410 運転データの入力・取得部
412 解析性能算出部
414 実測性能取得部
416 性能比算出部
418 基準値設定部
420 判定部
422 アラーム制御部
424 分析用データ作成部
426 開示用データ作成部
428 運転改善メニュー作成部
430 漸近線
500 データベース
Claims (15)
- 吸収剤を用いて排ガス中のSO2を除去する脱硫装置の運転監視システムであって、
前記脱硫装置の運転データを取得する運転データの入力・取得部と、
前記運転データの入力・取得部で取得された前記運転データに基づいて、前記脱硫装置の構造パラメータ又は前記吸収剤の化学反応パラメータの少なくとも一方に基づいて算出される脱硫性能に関する少なくとも一つのパラメータを解析性能として算出する解析性能算出部と、
前記パラメータに対応する実測値を実測性能として取得する実測性能取得部と、
前記解析性能算出部で算出された前記パラメータと、前記実測性能取得部で取得された前記実測値との比率である性能比を算出する性能比算出部と、
を備える、脱硫装置の運転監視システム。 - 前記脱硫装置を監視することにより前記運転データを測定及び/又は入力可能なローカル監視システムと、
前記ローカル監視システムとネットワークを介して通信可能であり、前記運転データの入力・取得部、前記解析性能算出部、前記実測性能取得部、及び、前記性能比算出部を含む遠隔監視システムと、
を備える、請求項1に記載の脱硫装置の運転監視システム。 - 前記遠隔監視システムは、前記性能比算出部で算出された前記性能比に基づく評価結果を選択的に前記ローカル監視システムに送信可能である、請求項2に記載の脱硫装置の運転監視システム。
- 前記運転データは前記吸収剤の量を含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の脱硫装置の運転監視システム。
- 前記性能比は、前記解析性能の対数値と前記実測性能の対数値との比率である、請求項1から4のいずれか一項に記載の脱硫装置の運転監視システム。
- 前記解析性能は、前記脱硫装置の構造パラメータ又は前記吸収剤の化学反応パラメータの少なくとも一方に基づいて算出される、請求項1から5のいずれか一項に記載の脱硫装置の運転監視システム。
- 前記性能比算出部で算出された前記性能比を予め用意された閾値と比較することにより、前記脱硫装置の性能低下の有無を判定する、請求項1から6のいずれか一項に記載の脱硫装置の運転監視システム。
- 前記閾値は、前記脱硫装置が設置されるプラントの固有性能に基づいて設定される、請求項7に記載の脱硫装置の運転監視システム。
- 前記性能比算出部は、前記解析性能算出部で算出される複数の前記解析性能の各々について前記性能比を算出する、請求項1から8のいずれか一項に記載の脱硫装置の運転監視システム。
- 前記性能比算出部で算出された前記性能比の経時的変化に基づいて、前記脱硫装置の性能低下の有無を判定する、請求項1から9のいずれか一項に記載の脱硫装置の運転監視システム。
- 前記運転データの入力・取得部で取得された前記運転データに含まれる複数のパラメータ間の相関に基づいて前記脱硫装置の性能低下の有無を判定する、請求項1から10のいずれか一項に記載の脱硫装置の運転監視システム。
- 前記解析性能に基づいて前記脱硫装置に前記性能低下が有ると判定された場合、前記運転データの正常値と実測性能とを比較する分析用データを作成する、請求項1から11のいずれか一項に記載の脱硫装置の運転監視システム。
- 前記遠隔監視システムは、プラント毎に設置された前記ローカル監視システムの各々と前記ネットワークを介して通信可能であり、前記ローカル監視システムの各々に固有な前記性能比に関する判定基準を有する、請求項2から12のいずれか一項に記載の脱硫装置の運転監視システム。
- 前記性能比算出部で算出された前記性能比に基づいて前記脱硫装置の性能低下が有ると判定された場合、アラームを報知する、請求項1から13のいずれか一項に記載の脱硫装置の運転監視システム。
- 前記性能比算出部で算出された前記性能比に基づいて前記脱硫装置の性能低下が有ると判定された場合、前記性能低下に対する運転改善メニューを作成する、請求項1から14のいずれか一項に記載の脱硫装置の運転監視システム。
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