JP7220047B2 - プラントの運転支援装置 - Google Patents

Description

本開示は、プラントの運転支援に関し、特にプラントの運転条件の評価による運転支援に関する。

例えば火力発電所などのプラントでは、その運転の最適化のために、例えばＮＯｘやＣＯの濃度、過熱器などの伝熱管のメタル温度などの各種のプロセス値を計測し、各種のプロセス値が目標値を満たすように、プラントを構成する各種の機器（設備）の運転パラメータ（制御変数）の調整が行われる。例えばボイラを備えるプラントでは、バーナのノズル角度によって排ガスのＮＯｘ濃度が異なる。よって、バーナノズル角度を下げることにより排ガス中のＮＯｘ濃度をより低下させられる場合には、排ガス中の脱硝を行うための脱硝装置で用いるアンモニア量もその分だけ低減させることが可能となるので、運用コスト面での最適化が図られる。

このようなプラントの運転の最適化に関して、例えば特許文献１には、プラントの排出物流量、温度、圧力などの状態量である運転特性値を用いて運用コストを評価し、コスト評価値が最適になるようなプラントの制御信号（運転条件）を決定することが開示されている。また、特許文献２には、各運転条件をスコアにより評価し、最適な運転条件を選定する手法が開示されている。特許文献３には、発電設備のプロセス値のシミュレーション手法が開示されている。

特開２０１２－５３５０５号公報 特開２０１８－１２８９９９号公報 特開２０１８－１２８９９５号公報

しかしながら、運転パラメータの変更によりプラントの運転条件を変更すると、運用コストを下げられる一方で、ボイラの運用性を低下させるなどのデメリットも生じ得る場合がある。例えば、上述した例においては、バーナノズル角度を下げることにより運用コストの低減を図れる一方で、伝熱管のメタル温度が低下することから、ボイラが生成する蒸気の蒸気温度を一定値に調整するための温度低減器におけるスプレイ噴射による蒸気温度の調整範囲の低下を招く場合がある。つまり、ボイラでは、主蒸気の蒸気温度を一定にするために例えば１次過熱器と２次過熱器との間で温度低減器により蒸気を冷却するが、ボイラの負荷変化（負荷低下）時に温度低減器による冷却が不要なほど蒸気温度が低下すると、蒸気温度が目標値よりも小さくなるなど、プラントの適切な運転ができない場合が生じ得る。

このため、本発明者らは、プラントの運転を最適化するためには、コストのみならず、各種のプロセス値も考慮して、総合的にプラントの運転条件を評価する必要性に思い至った。一般に、プラント（ボイラ）の要求出力を満たすことが可能な運転条件は複数通りあるが、本発明者らは、複数の運転条件をそれぞれ評価した評価結果を相互に比較することができるようにすれば、複数の運転条件を比較しつつ、より適切な運転条件を選択するといったことが可能になると考えた。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、複数の運転条件の各々の評価結果に基づいた運転条件の適切な選択を可能とするプラントの運転支援装置を提供することを目的とする。

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係るプラントの運転支援装置は、
プラントを運転するための複数の運転パラメータをそれぞれ含む複数の運転条件を取得するよう構成される運転条件取得部と、
前記複数の運転条件の各々により前記プラントを運転した場合のコスト指標値をそれぞれ取得するよう構成されるコスト指標値取得部と、
前記複数の運転条件の各々により前記プラントを運転した場合の少なくとも１つのプロセス値の予測値に基づく前記運転条件の評価値であるスコアをそれぞれ取得するよう構成されるスコア取得部と、
前記複数の運転条件の各々毎に得られる前記スコアおよび前記コスト指標値の組合せを含む出力情報を生成するよう構成される出力情報生成部と、を備える。

上記（１）の構成によれば、プラントの運転支援装置は、例えば所望の出力（定格出力など）が得られるようにプラントを運転することが可能となるような複数の運転条件について、各運転条件でプラントを運転した場合のスコアおよびコスト指標値をそれぞれ求めることにより、スコアおよびコスト指標値の複数の組合せの情報（出力情報）を生成する。これによって、スコアによる複数の運転パラメータの評価に加えて、スコアおよびコスト指標値の観点から複数の運転条件の各々の評価が可能となる。このためプラントを運転した場合のスコアおよびコスト指標値の両面の観点からの評価により、複数の運転条件の中からより適切な運転条件を選択することを可能にすることができる。

例えば、出力情報をディスプレイなどの表示装置に出力するようにすれば、オペレータなどは複数の運転条件をスコアおよびコスト指標値の観点で視覚的に比較することが可能となる。また、例えば、出力情報の中から選択された１つの運転条件をプラントの制御装置（ＤＣＳ）などに送信するようにすれば、スコアおよびコスト指標値の観点からプラントの運転の最適化を図ることが可能となる。したがって、スコアおよびコスト指標値の観点に基づいて、複数の運転条件から適切な運転条件を求めることを支援することができる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記出力情報生成部が生成した前記出力情報に基づいて、前記複数の運転条件に対応する複数の前記組合せから得られる前記スコアおよび前記コスト指標値の相関のグラフを表示装置に出力する第１出力部を、さらに備える。

上記（２）の構成によれば、第１出力部は、複数の運転条件に対応したスコアおよびコスト指標値の複数の組合せに基づいて、スコアとコスト指標値との相関のグラフを表示装置に出力する。これによって、オペレータなどは、スコアおよびコスト指標値の観点から複数の運転条件を視覚的に比較することができるようになり、適切な運転条件の選択を支援することができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、
前記グラフは、前記複数の組合せの散布図を構成するプロット点の集合の外周を縁取りした図である。

例えばスコア（ｘ軸）およびコスト指標値（ｙ軸）を２軸とするグラフ上に各運転条件に対応するスコアおよびコスト指標値の複数の組合せをプロットした画面表示（散布図）上には、一例として選択した各運転条件に対して、プロット点の密集度合いに応じたプロット点の重なりなどの濃淡が生じる。この際、コスト指標値あるいはスコアのいずれかが最大となるプロット点が、画面表示上の濃淡の偏りなどによって判別しづらい場合が生じ得る。

上記（３）の構成によれば、スコアおよびコスト指標値の相関のグラフは、散布図ではなく、複数の組合せの散布図を構成するプロット点の集合の外周を縁取りした図である。これによって、散布図においてコスト指標値あるいはスコアの少なくともいずれか一方が最大もしくは最大の範囲となる座標の判別の容易化を図ることができる。したがって、コスト指標値あるいはスコアのいずれか一方が最大もしくは最大の範囲となるスコアおよびコスト指標値の組合せを容易に把握することができる。ここで、最大の範囲とは、コスト指標値あるいはスコアの最大値とほぼ同等と見做せる値であり、最大値の１００％から８０％まで、さらに好ましくは最大値の１００％から９０％までの範囲とする。これによりコスト指標値あるいはスコアの微小な値の差異を許容する。

（４）幾つかの実施形態では、上記（２）～（３）の構成において、
前記複数の運転条件のうち、前記表示装置を介した選択操作に応じて入力される前記スコアおよび前記コスト指標値の組合せに対応する前記運転条件を出力する第２出力部を、さらに備える。

上記（４）の構成によれば、第２出力部は、例えばオペレータが画面上で行う選択操作によって選択された任意のスコアおよびコスト指標値の組合せに対応した（関連付けられた）運転条件を例えばプラントの制御装置（ＤＣＳ）などの外部に出力する。これによって、第２出力部の出力先に対して、選択された運転条件を伝送することができる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（２）～（４）の構成において、
前記出力情報に含まれる複数の前記組合せの中から選定条件を満たす少なくとも１つの組合せを選定する選定部を、さらに備え、
前記出力情報は、前記選定部によって選定された前記少なくとも１つの組合せを前記表示装置に表示させるための情報をさらに含む。

上記（５）の構成によれば、出力情報には、所定の選定条件を満たす組合せを例えばグラフに重ねて表示させるなど、グラフと共に表示装置１６で表示させるための情報が含まれる。これによって、選定部により選定されたコスト指標値およびスコアの組合せを他の組合せと対比できるように表示することができる。

（６）幾つかの実施形態では、上記（１）～（５）の構成において、
前記出力情報に含まれる複数の前記組合せの中から選定条件を満たす少なくとも１つの組合せを選定する選定部と、
前記選定部が選定した前記少なくとも１つの組合せのうちの、前記プラントの運転モードに合致した１つの前記組合せに対応する前記運転条件を出力する第３出力部と、をさらに備える。

上記（６）の構成によれば、第３出力部は、運転モードで指示される選定条件を満たすスコアおよびコスト指標値の組合せに対応する運転条件を、例えばプラントの制御装置などの外部に出力する。これによって、運転モードに応じた運転条件でプラントの運転などを行うことができる。

（７）幾つかの実施形態では、上記（５）～（６）の構成において、
前記選定部は、
前記複数の運転条件の各々毎に得られる前記スコアおよび前記コスト指標値の組合せのうちの前記スコアが下限値以上となる前記組合せの中から、前記コスト指標値が最良もしくは最良の範囲となる前記組合せを選定する第１選定部を含む。

上記（７）の構成によれば、スコアおよびコスト指標値の複数の組合せの中から、スコアに関する最低限の要求を満たしつつ、コスト指標値が最良もしくは最良の範囲となる組合せを選定する。これによって、スコアＳの下限値以上となることによって例えば排出規制の達成度や、所定のプロセス値に基づいて評価されるプラントの運用性などの要求を満たしつつ、コスト指標値が最良もしくは最良の範囲となることによって経済性が最も高くなるような運転条件を、複数の運転条件の中から選択することができる。

ここで、コスト指標値が最良とは、削減コストの場合には、値が大きいほど費用が小さくなるので最大値もしくは最大値の範囲であり、コスト指標値が、運用コスト自体である場合には、値が大きいほど費用が高くなるので最小値もしくは最小値の範囲となる。従い、最良の範囲とは、コスト指標値の最良とほぼ同等と見做せる値であり、削減コストの場合、最大となる値の１００％から８０％まで、さらに好ましくは最大値の１００％から９０％までの範囲とする。これによりコスト指標値の微小な値の差異を許容する。なお、最小値の範囲とは、コスト指標値の最良値とほぼ同等と見做せる値であり、運用コストの場合、最小値の１００％から１２０％まで、さらに好ましくは最小値の１００％から１１０％までの範囲とする。これによりコスト指標値の微小な値の差異を許容する。

（８）幾つかの実施形態では、上記（５）～（７）の構成において、
前記選定部は、
前記複数の運転条件の各々毎に得られる前記スコアおよび前記コスト指標値の組合せの中から、前記コスト指標値に係わらずに前記スコアが最大もしくは最大の範囲となる前記組合せを選定する第２選定部を含む。

上記（８）の構成によれば、スコアおよびコスト指標値の複数の組合せの中から、コスト指標値に関する評価を必ずしも選定条件とすることなく、スコアが最大もしくは最大の範囲となる組合せを選定する。これによって、スコアによって評価される例えば排出規制の達成度や、所定のプロセス値に基づいて評価されるプラントの運用性を最優先した運転条件を、複数の運転条件の中から選択することができる。

（９）幾つかの実施形態では、上記（５）～（８）の構成において、
前記選定部は、
前記複数の運転条件の各々毎に得られる前記スコアおよび前記コスト指標値の組合せのうちの前記スコアが下限値よりも大きい第１値以上となる前記組合せの中から、前記コスト指標値が最良もしくは最大の範囲となる前記組合せであるバランス組合せを選定する第３選定部を含む。

上記（９）の構成によれば、所定の選定条件を満たすコスト指標値およびスコアの組合せを例えばグラフに重ねて表示させるなど、複数の運転条件の組合せの評価結果と共に選定条件を満たす組合せをグラフに関連付けた形で表示装置に表示させるための情報が含まれる。これによって、選定部により選定されたスコアおよびコスト指標値の組合せを他の組合せと容易に対比できるように表示したり、最適な運転条件の抽出を自動で行うことができる。

（１０）幾つかの実施形態では、上記（９）の構成において、
前記スコアは、複数のプロセス値の各々の予測値をそれぞれ評価した個別スコアの合計であり、
前記選定部は、
前記バランス組合せの前記スコアの値を基準としたスコア範囲内の前記スコアの値を有し、かつ、前記バランス組合せの前記コスト指標値の値を基準としたコスト範囲内の前記コスト指標値の値を有する他の１以上の前記組合せのうち、特定の前記プロセス値に関する前記個別スコアが最大もしくは最大の範囲となる前記組合せを選定する第４選定部を、さらに含む。

スコアを、複数のプロセス値の予測値の評価値（個別スコア）を合計して算出する場合には、スコアの値が同一となる複数の個別スコアの値の組合せは複数存在する。
上記（１０）の構成によれば、スコアとコスト指標値とがバランス（両立）するような組合せを基準に、スコアの算出に用いる複数のプロセス値のうちの所望のプロセス値の予測値の個別スコアがより高くなるような運転条件を選定する。これによって、バランス組合せ付近で、所望する特定のプロセス値の予測値の評価がより高くなるような運転条件を選定することができ、特定のプロセス値を優先した運転条件を選定することができる。

（１１）本発明の少なくとも一実施形態に係るプラントの運転支援方法は、
プラントを運転するための複数の運転パラメータをそれぞれ含む複数の運転条件を取得するよう構成される運転条件取得ステップと、
前記複数の運転条件の各々により前記プラントを運転した場合のコスト指標値をそれぞれ取得するよう構成されるコスト指標値取得ステップと、
前記複数の運転条件の各々により前記プラントを運転した場合の少なくとも１つのプロセス値の予測値に基づく前記運転条件の評価値であるスコアをそれぞれ取得するよう構成されるスコア取得ステップと、
前記複数の運転条件の各々毎に得られる前記スコアおよび前記コスト指標値の組合せを含む出力情報するよう構成される出力情報生成ステップと、を備える。

上記（１１）の構成によれば、上記（１）と同様の効果を奏する。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、複数の運転条件の各々の評価結果に基づいた運転条件の適切な選択を可能とするプラントの運転支援装置が提供される。

本発明の一実施形態に係るプラントが備えるボイラの構成を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態に係るプラントの運転支援装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るコスト指標値の算出項目の内訳を例示する図である。 本発明の一実施形態に係るスコアの算出項目の内訳を例示する図である。 本発明の一実施形態に係るプロセス値の予測値と個別スコアとの関係を示す図であり、値が小さいほど望ましいプロセス値の例を示す。 本発明の一実施形態に係るプロセス値の予測値と個別スコアとの関係を示す図であり、目標範囲が定められるプロセス値の例を示す。 本発明の一実施形態に係るプロセス値とスコアとの関係を定めるフローを示す図である。 本発明の一実施形態に係る複数の運転条件の評価結果となるグラフの表示例であり、グラフは散布図である。 本発明の一実施形態に係る複数の運転条件の評価結果となるグラフの表示例であり、グラフは図７の散布図の外周を縁取りした図である。 本発明の一実施形態に係る選定部により選定された組合せを含むグラフの表示例であり、図７に対応する。 本発明の一実施形態に係るプラントの運転支援方法を示すフロー図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
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。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
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。

図１は、本発明の一実施形態に係るプラント７が備えるボイラ７１の構成を概略的に示す図である。
プラントの運転支援装置１（以下、単に、運転支援装置１）は、プラント７の運転を支援するための装置である。この運転支援装置１が運転支援の対象とするのは、運転パラメータＰにより制御可能な複数の機器（設備。以下同様）を備えるプラント７であり、例えば火力発電所などの発電プラントや化学プラント、ごみ焼却場などとなる。例えば火力発電所は、図１に示すようなボイラ７１を備えており、ボイラ７１で生成した過熱蒸気（主蒸気）を蒸気タービン（不図示）に供給して回転軸を回転駆動させ、蒸気タービンの回転軸に連結した発電機（不図示）を回転駆動して発電を行う。

この図１に示すボイラ７１は、例えば石炭を粉砕した微粉炭燃料を火炉７１ｆの内部で燃焼させることにより発生させた熱を給水や蒸気と熱交換して、蒸気タービンなどに供給する過熱蒸気（主蒸気）を生成するよう構成された微粉炭焚きボイラである。以下、微粉炭炊きボイラを例に図１に示すボイラ７１を説明すると、図１に示すように、ボイラ７１（ボイラ本体）は、火炉７１ｆと、燃焼装置７２と、煙道７３と、を有する。

火炉７１ｆは、内部に燃焼室を有し、例えば四角筒の中空形状をなして鉛直方向に沿って設置される（図１参照）。燃焼室を形成する火炉７１ｆの壁（火炉壁）の内壁面は、不図示の蒸発管（伝熱管）と蒸発管を接続するフィンとで構成され、蒸発管に供給された給水や蒸気と熱交換することにより火炉壁の温度上昇を抑制するように構成される。より詳細には、例えば鉛直方向に沿って配置される蒸発管が水平方向に並んで複数配置されると共に、これら複数の蒸発管における隣接する蒸発管と蒸発管との間をフィンが閉塞するように配置される。また、火炉７１ｆは、炉底に傾斜面が設けられており、傾斜面に炉底蒸発管が設けられて底面となる。

燃焼装置７２は、上記の火炉７１ｆの内部に燃料を供給して燃焼させるための装置であり、火炉壁に設置される１以上の燃焼バーナ７４と、風箱７７ｅとを備える。そして、燃焼装置７２は、火炉７１ｆの内部に燃焼バーナ７４を介して燃料を供給すると共に、風箱７７ｅを介して燃焼用空気（２次空気）を供給することにより、燃料を燃焼させるように構成される。図１に示すように、燃焼装置７２は、火炉壁に設置されるアディショナルエア（ＡＡ）を供給するためのＡＡポート７７ｐを、さらに備えていても良い。この場合、燃焼バーナ７４に燃料を供給するための後述する搬送用空気（１次空気）、及び風箱７７ｅを介して火炉７１ｆに供給される燃焼用空気（２次空気）によって、燃焼用空気の供給量が微粉炭燃料の供給量に対して理論空気量未満となるように設定されることで、内部が還元雰囲気に保持されて、微粉炭燃料を還元燃焼した後、新たに燃焼用空気（ＡＡ）を供給して微粉炭燃料の酸化燃焼が完結され、燃焼バーナ７４側でのＮＯｘ発生量の低減が可能となっている（２段燃焼方式）。

図１に示す実施形態では、燃焼装置７２は複数の燃焼バーナ７４を備えている。そして、火炉壁には、火炉７１ｆの周方向に沿って例えば均等間隔などで１以上（図１では複数）の燃焼バーナ７４が設置されると共に、このような周方向に沿って設置された１以上の燃焼バーナ７４が鉛直方向に沿って１以上の段数（図１では７４ａ～７４ｅの５段）で設置されている。これら複数の燃焼バーナ７４は、それぞれ、微粉炭供給管７５を介して複数の粉砕機７６（図１では７６ａ～７６ｅ。微粉炭機／ミル）のいずれかに連結されており、各粉砕機７６で生成された微粉炭が搬送用空気（１次空気）によって微粉炭供給管７５を介して燃焼バーナ７４に供給されるようになっている。なお、上記の粉砕機７６は、図示しない原炭搬送系統により供給される石炭を所定の微粉の大きさに粉砕することで、微粉炭を生成するようになっている。

また、上記の風箱７７ｅは、火炉７１ｆにおける各燃焼バーナ７４の設置位置に設けられており、空気（燃焼用空気）を導く空気ダクト７７ａの一端部が連結されている。この空気ダクト７７ａの他端部は送風機７８に接続されており、送風機７８によって押し込まれた空気が空気ダクト７７ａを通って風箱７７ｅに供給されるようになっている。また、空気ダクト７７ａに設けられた分岐部７７ｂから分岐ダクト７７ｃが分岐して上記のＡＡポート７７ｐに接続されることで、分岐ダクト７７ｃに設置されたＡＡダンパ７７ｄの開度に応じたＡＡをＡＡポート７７ｐ（火炉７１ｆの内部）に供給することが可能に構成されている。つまり、送風機７８から空気ダクト７７ａに供給された空気は、エアヒータ８２（後述）で温められた後、分岐部７７ｂにおいて風箱７７ｅへ導かれる２次空気と、分岐ダクト７７ｃを経由してＡＡポート７７ｐへと導かれるＡＡとに分配されるようになっている。

他方、煙道７３は、火炉７１ｆにおける燃料の燃焼により生じた燃焼ガスを導くダクトであり、図１に示すように火炉７１ｆの鉛直方向上方に連結される。この煙道７３には、蒸気を生成し過熱するための複数の熱交換器７９（図１では７９ａ～７９ｇ）や、熱交換器７９の伝熱面に付着する付着物（灰など）を除去するためのスーツブロワなどの除灰装置（不図示）などが設置される。そして、火炉７１ｆから煙道７３に流入した燃焼ガスにより火炉壁及び熱交換器７９を流れる給水や蒸気を加熱して、主蒸気などの過熱蒸気を生成するようになっている。

より詳細には、例えば循環型ボイラの場合には、蒸発管の内部の水が沸騰して生成された水（飽和水）と蒸気（飽和蒸気）が混合した気液混合流体が蒸気ドラム（不図示）に流入し、気液混合流体が蒸気（気相）と水（液相）に分離される。その後、蒸気ドラムで分離された過熱蒸気（主蒸気）は、過熱蒸気の流路を形成する蒸気管７ｐ（過熱蒸気管）を通って蒸気タービンなどに送られる際に、蒸気管７ｐに設置された過熱器（熱交換器７９ａ，７９ｂ，７９ｅ）による加熱と、温度低減器７ｃによる必要に応じた冷却とを受けて、過熱蒸気（主蒸気）は目標温度で一定になるように温度調整がなされる。具体的には、温度低減器７ｃは、例えば１次過熱器７９ｅと２次過熱器７９ａとの間の蒸気管７ｐに設置されても良い。図１に示す実施形態では、２次過熱器７９ａを通過した後の過熱蒸気と、３次過熱器７９ｂを通過した後の過熱蒸気とが合流した後の過熱蒸気の温度が目標温度（定格蒸気温度）で一定になるように、温度低減器７ｃによって蒸気管７ｐを流れる過熱蒸気に冷却水や相対的に低温の蒸気を必要に応じて混ぜる（スプレイする）ことにより、蒸気管７ｐを流れる過熱蒸気を冷却する。

また、煙道７３の下流側には排ガス処理装置が接続されることにより、上記の熱交換器７９を通過した後の燃焼ガス（排ガス）は、排ガス処理装置により無害化された後、大気に放出される。より詳細には、排ガス処理装置は、煙道７３に連結される排ガス通路８と、排ガス通路８に設置される複数の機器で構成される。図１に示す実施形態では、排ガス通路８には、排ガスの上流側から下流側に向けて、順番に、脱硝装置８１、送風機７８から空気ダクト７７ａへ供給される空気と排ガス通路８を流れる排ガスとの間で熱交換を行うエアヒータ８２、煤塵処理装置８３、誘引送風機８４などが設けられ、下流端部に煙突８５が設けられている。なお、脱硝装置８１では、触媒にアンモニア等を供給することで、触媒を通過する排ガスに含まれるＮＯｘを浄化する。

このように、プラント７は、例えば火力発電所であれば各々が複数の機器で構成されるボイラ７１や排ガス処理装置、蒸気タービンなどを備えるというように、複数の機器を備えている。そして、プラント７（ボイラ７１）の例えば電力需要などに基づく出力要求を満たしつつ、プラント７の運転が最適となるように、これらの複数の機器の各々で設定可能な、例えばボイラ７１における燃焼状態に影響を与える制御変数や、排ガスの処理に影響を与える制御変数などの運転パラメータＰの調整がなされる。

ところで、こうしたプラント７の運転の際には、プラント７（ボイラ７１）の出力要求を満たすような複数の運転パラメータＰのセット（運転条件Ｒ）は複数通り存在する場合がある。そして、プラント７の運転条件Ｒに応じて、燃料消費量や、空燃比（空気量）、ＮＯｘやＣＯ濃度などの測定値（プロセス値Ｖ）が変化するので、燃料費や、排ガスの脱硝に用いるアンモニア量の費用、灰処理のための費用、各種の機器の動力費などが異なり、運転費（コスト）も変化する。例えば、燃焼バーナ７４のバーナノズル角度を下げることによりＮＯｘ濃度を低下させることができれば、その分だけ脱硝装置８１で使用するアンモニア量の節約が可能である。しかし、その一方で、バーナノズル角度を下げることにより熱交換器７９の伝熱管のメタル温度が低下されることで、ボイラが生成する過熱蒸気の蒸気温度を下げる（一定値に調整）ための温度低減器７ｃにおけるスプレイ噴射による蒸気管７ｐを流れる蒸気温度の調整範囲の低下を招来する。

このため、本発明者らは、プラント７の運転を最適化するためには、コストのみならず、各種のプロセス値Ｖも考慮して、総合的にプラント７の運転条件Ｒを評価する必要性に思い至った。一般に、プラント（ボイラ）の要求出力を満たすことが可能な運転条件Ｒは複数通りあるが、本発明者らは、複数の運転条件Ｒをそれぞれ評価した評価結果を相互に比較することができるようにすれば、複数の運転条件Ｒを比較しつつ、より適切な運転条件を選択するといったことが可能になると考えた。

以下、複数の運転条件Ｒからより適切な運転条件Ｒの選択が行えるように支援することが可能なプラントの運転支援装置１について、図２～図５Ａを用いて説明する。
図２は、本発明の一実施形態に係るプラントの運転支援装置１の構成を示すブロック図である。図３は、本発明の一実施形態に係るコスト指標値Ｃの算出項目の内訳を例示する図である。図４は、本発明の一実施形態に係るスコアＳの算出項目の内訳を例示する図である。図５Ａは、本発明の一実施形態に係るプロセス値Ｖの予測値と個別スコアＳｉとの関係を示す図であり、値が小さいほど望ましいプロセス値Ｖの例を示す。図５Ｂは、本発明の一実施形態に係るプロセス値Ｖの予測値と個別スコアＳｉとの関係を示す図であり、目標範囲が定められるプロセス値Ｖの例を示す。図６は、本発明の一実施形態に係るプロセス値ＶとスコアＳとの関係を定めるフローを示す図である。

図２に示すように、プラントの運転支援装置１は、運転条件取得部１２と、コスト指標値取得部２と、スコア取得部３と、出力情報生成部４と、を備える。なお、運転支援装置１はコンピュータで構成されており、図示しないＣＰＵ（プロセッサ）や、ＲＯＭやＲＡＭといったメモリ、外部記憶装置などの記憶装置ｍなどを備えている。そして、主記憶装置にロードされたプログラム（運転支援プログラム）の命令に従ってＣＰＵが動作（データの演算など）することで、運転支援装置１の各機能部を実現する。運転支援装置１が備える上記の各機能部について、それぞれ説明する。

運転条件取得部１２は、上述したようなプラント７を運転するための複数の運転パラメータＰをそれぞれ含む複数の運転条件Ｒを取得するよう構成される。つまり、運転条件Ｒは、複数（複数種類）の運転パラメータＰの各々の設定値を定めた情報セットであり、上記の複数の運転条件Ｒは、互いに、複数の運転パラメータＰのセットにおける少なくとも１つの運転パラメータＰの値が異なることにより、運転条件Ｒの内容が相互に異なる。例えば、運転パラメータＰは、火炉７１ｆへ供給する燃料の供給量や空気量、燃焼バーナ７４のバーナノズル角度、ＡＡダンパ７７ｄの開度、送風機７８の回転数、脱硝装置８１で用いるアンモニアの供給量、温度低減器７ｃでのスプレイ量など、様々なものがある。なお、運転条件取得部１２が取得する各運転条件Ｒには、プラント７で変更可能な全ての運転パラメータＰのうちの少なくとも一部が含まれていれば良い。

コスト指標値取得部２は、上述した運転条件取得部１２が取得した複数の運転条件Ｒの各々によりプラント７を運転した場合のコスト指標値Ｃをそれぞれ取得するよう構成される。このコスト指標値Ｃは、運転条件Ｒを運用コストの観点で評価した評価結果であり、運用コスト（ランニングコスト）の予測値であっても良いし、例えば現在の運転条件Ｒなどの基準となる運転条件Ｒ（以下、基準運転条件）からの運用コストの削減量（以下、削減コスト）の予測値であっても良い。図３に示すように、コスト指標値Ｃは、複数の費用項目の各々を運転条件Ｒに応じて算出し、それらを合計することにより算出しても良い。図３の例示では、コスト指標値Ｃを、プラント７の所定期間の運転で生じると予測される燃料費、アンモニア費、補助動力費、灰処理費などの費用項目を合計することにより、算出するようになっている。なお、各費用項目は、単位量当たりの単価と消費量とに基づいて算出しても良い。

また、上記のコスト指標値Ｃである運用コストまたは削減コストの予測値は、複数の運転条件Ｒの各々によりプラント７を運転した場合の少なくとも１つのプロセス値の予測値に基づいて、それぞれ算出することが可能である。例えば、ある運転条件ＲにおけるＮＯｘ濃度の予測値から、脱硝装置８１で必要となるアンモニア量が予測できるので、その予測結果からアンモニア費が予測できる。また、燃料供給量や空気量が予測できるので、燃料費や、燃焼装置７２の運転費用などの費用が予測できる。なお、各運転条件でプラント７を運転した場合のプロセス値の予測値は、図２に示すように予測モデルＭを用いて算出しても良く、詳細については後述する。

図２に示す実施形態では、コスト指標値取得部２は、各運転条件Ｒの削減コストの予測値を算出し、コスト指標値Ｃとして取得するよう構成されている。これによって、基準運転条件のコスト指標値Ｃを直接に計算することなく、削減コストを算出しようとする運転条件Ｒと基準運転条件とにおける各種の運転パラメータＰの値やプロセス値Ｖの差異に基づいて、コスト指標値Ｃ（削減コスト）を算出することが可能となる。具体的には、基準運転条件における削減コストを０として、これに対して、例えばバーナノズル角度を下げた運転条件Ｒによって削減されるアンモニア費やファンの動力にかかる補機動力などの費用項目の予測値を加算し、逆に増大が予測される燃料費用など費用項目の予測値を減算することにより、削減コストを算出する。

ただし、本実施形態に本発明は限定されない。他の幾つかの実施形態では、例えば、コスト指標値取得部２は、運転条件Ｒに応じたコスト指標値Ｃを算出可能な他の装置（不図示のコスト指標値算出装置）から取得するようしても良い。例えば、上記のコスト指標値取得部２などからコスト指標値算出装置に対して運転条件Ｒを送信するなどによって、その応答として、送信した運転条件Ｒに対応するコスト指標値Ｃを受信するようにしても良い。

スコア取得部３は、複数の運転条件Ｒの各々によりプラント７を運転した場合のスコアＳをそれぞれ取得するよう構成される。このスコアＳは、少なくとも１つのプロセス値Ｖの予測値に基づく運転条件Ｒの評価値である。つまり、スコアＳは、任意の運転条件Ｒを、その任意の運転条件Ｒでプラント７を運転した場合に予測される１以上のプロセス値Ｖに基づいて評価した評価結果に相当する。また、各プロセス値Ｖの例としては、ＮＯｘ濃度、ＣＯ濃度などの排出規制が定められたものや、熱交換器７９が備える伝熱管のメタル温度、温度低減器７ｃによる過熱蒸気の温度低減量（スプレイ噴射による蒸気温度調整範囲）、蒸気温度などの各種温度、蒸気圧力などの各種圧力、空燃比、空気量などの計測値などが挙げられる。

また、上記のスコアＳの算出を複数のプロセス値Ｖの評価結果に基づいて行う場合には、図４に示すように、ｎ個（ｎは１以上の整数）のプロセス値Ｖの予測値をそれぞれ評価することで得られるｎ個の個別のスコアＳ（以下、それぞれを個別スコアＳｉと呼ぶ）を合計（Ｅ＝ΣＥｉ）などすることにより、スコアＳを算出しても良い。個別スコアＳｉを、プロセス値Ｖが望ましい値であるほど大きくなり、逆に各プロセス値Ｖが望ましくない値であるほど小さくなるように定めることで、スコアＳによって運転条件Ｒをプロセス値Ｖの観点から評価することが可能となる。

より詳細には、個別スコアＳｉは、幾つかの実施形態では、図５Ａ～図５Ｂに示すように、プロセス値Ｖの目標値Ｖｔを満たしている範囲ではプラス値（正の値）になるようにし、それ以外の範囲ではマイナス値（負の値）になるようにしても良い。さらに、個別スコアＳｉは、目標の達成度に応じた値になるようにしても良い。具体的には、ＮＯｘ濃度など排出規制の定められているものなど、小さい値であるほど良いようなプロセス値Ｖ（例えばＮＯｘ濃度など排出規制のあるもの）の場合には、図５Ａに示すように、プロセス値Ｖが大きいほど個別スコアＳｉが小さくなるように定めても良い。逆に、大きい値であるほど良いようなプロセス値Ｖの場合には、プロセス値Ｖが大きいほど個別スコアＳｉが大きくなるように定めても良い。また、目標範囲（所定範囲）に値を収める必要があるようなプロセス値Ｖの場合には、図５Ｂに示すように、プロセス値Ｖの予測値が目標範囲内に設定された目標値Ｖｔから離れるにしたがって、個別スコアＳｉが小さくなるように定めても良い。

図５Ａの例示では、目標値Ｖｔを、プラント７を運転する上で満たすことが必須となる規制値（Ｖ_ｍａｘ）よりも小さい値に定めている。また、個別スコアＳｉを、プロセス値Ｖの予測値が目標値Ｖｔよりも小さい範囲である第１範囲ａ１でプラス値になり、目標値Ｖｔよりも大きい範囲（第２範囲ａ２、第３範囲ａ３）でマイナス値になるように定めている。この種のプロセス値Ｖは、目標値Ｖｔよりも大きくなると望ましくはないが、目標値Ｖｔよりも大きく、規制値（Ｖ_ｍａｘ）以下の範囲である第２範囲ａ２ではプラント７の運転が可能である。このため、この第２範囲ａ２での傾きよりも、規制値より大きい範囲である第３範囲ａ３での傾きを大きく設定している。これによって、プロセス値Ｖの予測値が第３範囲ａ３に位置する場合の個別スコアＳｉが、第２範囲ａ２に位置する場合よりも顕著に減少するようにし、運転条件ＲのスコアＳがより小さく算出されるようにしている。

他方、図５Ｂの例示では、下限値（Ｖ_ｍｉｎ）と上限値（Ｖ_ｍａｘ）とで規定される目標範囲となる第１範囲ａ１内に目標値Ｖｔが設定されている。そして、個別スコアＳｉを、プロセス値Ｖの予測値と目標値Ｖｔとの差の絶対値が大きくなるほど小さくなるように定めている。換言すれば、個別スコアＳｉは、目標値Ｖｔから遠ざかるほど小さくなる（目標値Ｖｔに近づくほど大きくなる）ように定められている。また、目標範囲外となる第３範囲ａ３での傾きは、第１範囲ａ１内（目標範囲内）の傾きよりも大きくなっており、第３範囲ａ３での個別スコアＳｉは、第１範囲ａ１のものよりも、プロセス値Ｖの予測値が大きくなるほどより急激に減少するように設定している。これによって、プロセス値Ｖの予測値が第３範囲ａ３に位置する場合の個別スコアＳｉが、第１範囲ａ１に位置する場合よりも顕著に減少するようにし、運転条件ＲのスコアＳがより小さく算出されるようにしている。

そして、図５Ａ～図５Ｂに示すような各プロセス値Ｖの予測値と個別スコアＳｉとの関係（図５Ａ～図５Ｂ参照）を予め定めておくことにより、各プロセス値Ｖの予測値から個別スコアＳｉを算出することが可能となる。そして、図２に示す実施形態では、スコア取得部３は、運転条件Ｒに応じたプロセス値Ｖの予測値に対応する個別スコアＳｉを算出可能なプロセス値Ｖ毎のスコア変換関数Ｆを用いて、各プロセス値Ｖの個別スコアＳｉをそれぞれ算出すると共に、算出した個別スコアＳｉを合計することにより、スコアＳを取得するようになっている。

具体的には、図２に示す実施形態では、運転支援装置１は、所望のプロセス値Ｖの予測値を、予測モデルＭを用いて算出するプロセス値予測部１４を、さらに備えている。そして、スコア取得部３は、プロセス値予測部１４から入力される運転条件Ｒ毎の１以上プロセス値Ｖの予測値に基づいて、各運転条件ＲのスコアＳを算出するようになっている。より具体的には、スコア取得部３は、個別スコア算出部３１と、合計部３２と、を備えている。そして、スコア取得部３は、プロセス値予測部１４から運転条件Ｒ毎のプロセス値Ｖの予測値が入力されると、個別スコア算出部３１によって運転条件Ｒ毎に各プロセス値Ｖの予測値の個別スコアＳｉを算出した後、合計部３２によって、個別スコア算出部３１により算出された運転条件Ｒ毎の１以上の個別スコアＳｉの合計値を算出することにより、スコアＳを取得するようになっている。

また、上記の予測モデルＭは、幾つかの実施形態では、プラント７を実際に運転することにより得られる運転データに基づいて、運転条件Ｒとプロセス値Ｖとの関係を学習することにより作成（構築）されても良い。具体的には、図６に示すように、例えば燃焼調整試験において、複数の運転条件Ｒの各々でプラント７を運転した際の所望のプロセス値Ｖをそれぞれ計測する（図６のステップＳ６１）。そして、運転条件Ｒと所望のプロセス値Ｖの計測値とを対応付けた複数のデータで構成される学習データを生成すると共に、生成した学習データに対して、例えばニューラルネットワークなどの周知の手法を用いて機械学習を行うことにより、入力となる運転条件Ｒに対応する所望のプロセス値Ｖの予測値を算出（出力）する予測モデルＭを作成する（図６のステップＳ６２）。なお、上記の学習データの少なくとも一部は、プラント７の過去の運用時に得られた運転条件Ｒおよび所望のプロセス値Ｖの計測値で構成されていても良い。

そして、その後は、予測モデルＭを用いて仮想的な複数の運転条件Ｒによるプロセス値Ｖをシミュレーションし（図６のステップＳ６３）、シミュレーションにより得たプロセス値Ｖに対してスコアリングし、図５Ａ～図５Ｂに示すような、各プロセス値Ｖの予測値と個別スコアＳｉとの関係を定める（図６のステップＳ６４）ことになる。

このように、運転条件Ｒに対する所望のプロセス値Ｖの予測値を算出可能な予測モデルＭを作成することにより、プラント７の運転で実際に用いていない運転条件Ｒであっても、その際の所望のプロセス値Ｖ（予測値）も求めることが可能となる。但し、本実施形態に本発明は限定されず、他の幾つかの実施形態では、理論的にプロセス値Ｖを算出するなど、他の手法を用いて予測モデルＭを作成しても良い。

出力情報生成部４は、複数の運転条件Ｒの各々毎に得られるスコアＳおよびコスト指標値Ｃの組合せを含む出力情報Ｉを生成するよう構成される。図２に示すように、出力情報生成部４は、コスト指標値取得部２が取得した各運転条件Ｒに対応するコスト指標値Ｃと、スコア取得部３が取得した各運転条件Ｒに対応するスコアＳとを取得することにより、上記の出力情報Ｉを生成する。出力情報Ｉは、運転条件Ｒまたは運転条件Ｒの識別情報（ＩＤなど）と、その評価結果であるスコアＳおよびコスト指標値Ｃとを関連付けたデータのリストや、そのようなデータがＨＴＭＬやＸＭＬなどのマークアップ言語で記述されたものであっても良い。

このような出力情報Ｉを、図２に示すように、例えば後述する第１出力部６１によりディスプレイなどの表示装置１６に出力するようにすれば、オペレータなどは複数の運転条件ＲをスコアＳおよびコスト指標値Ｃの観点で視覚的に比較することが可能となる。また、例えば、後述する第２出力部６２や第３出力部６３により、出力情報Ｉの中から選択された１つの運転条件Ｒをプラント７の制御装置（ＤＣＳ）などに送信するようにすれば、スコアＳおよびコスト指標値Ｃの観点からプラント７の運転の最適化を図ることが可能となる。したがって、スコアおよびコスト指標値の観点に基づいて、複数の運転条件Ｒから適切な運転条件を求めることを可能とすることができる。

なお、図２には、運転条件取得部１２が取得した複数の運転条件Ｒは、コスト指標値取得部２およびプロセス値予測部１４にそれぞれ入力されるようになっているが、コスト指標値取得部２およびプロセス値予測部１４やスコア取得部３による処理は、並列に行われても良いし、順次（シーケーンシャル）に行われても良い。後者の場合には、運転条件取得部１２が取得した複数の運転条件Ｒがプロセス値予測部１４に入力されて処理された後、コスト指標値取得部２およびプロセス値予測部１４が行われても良い。

上記の構成によれば、プラントの運転支援装置１は、例えば所望の出力（定格出力など）が得られるようにプラント７を運転することが可能となるような複数の運転条件Ｒについて、各運転条件Ｒでプラント７を運転した場合のスコアＳおよびコスト指標値Ｃをそれぞれ求めることにより、スコアＳおよびコスト指標値Ｃの複数の組合せの情報（出力情報Ｉ）を生成する。これによって、スコアＳによる複数の運転パラメータＰの評価に加えて、スコアＳおよびコスト指標値Ｃの観点から複数の運転条件Ｒの各々の評価が可能となる。このためプラント７を運転した場合のスコアＳおよびコスト指標値Ｃの両面の観点からの評価により、複数の運転条件Ｒの中から適切な運転条件Ｒを選択する（求める）ことを支援することができる。

次に、上述した出力情報Ｉを出力する出力部に関する実施形態について、図７～図８を用いて説明する。図７は、本発明の一実施形態に係る複数の運転条件Ｒの評価結果となるグラフＧの表示例であり、グラフＧは散布図である。散布図のプロット点の数量、すなわち運転条件Ｒの数は一例であり、限定されるものではない。また、図８は、本発明の一実施形態に係る複数の運転条件Ｒの評価結果となるグラフＧの表示例であり、グラフＧは図７の散布図の外周を縁取りした図である。

幾つかの実施形態では、図２に示すように、上述した運転支援装置１は、出力情報生成部４が生成した出力情報Ｉに基づいて、運転条件取得部１２によって取得された複数の運転条件Ｒに対応する複数の組合せから得られるスコアＳおよびコスト指標値Ｃの相関のグラフＧ（図７～図９参照）をディスプレイなどの表示装置１６に出力する第１出力部６１を、さらに備えても良い。つまり、第１出力部６１は、上記のグラフＧを表示装置１６の画面上に表示させるためのデータを出力情報Ｉに基づいて作成するなどして、表示装置１６に送信する。これによって、複数の運転条件Ｒの各々をスコアＳおよびコスト指標値Ｃで評価した評価結果が、グラフＧとして画面上に表示される。なお、グラフＧの画面表示上で、マウス等の操作に連動したカーソルで示される部分や、タッチ操作（ポインティング操作）で指定された部分に対応付けられた運転条件Ｒの内容などの詳細情報が、画面上に表示されるようになっていても良い。

図７に示す実施形態のグラフＧは、横軸（ｘ軸）がスコアＳ、縦軸（ｙ軸）が削減コスト（コスト指標値Ｃ）であり、その２軸上に複数の運転条件Ｒの各々を、その評価結果（スコアＳおよびコスト指標値Ｃの組合せ）でプロットした散布図である。図７のグラフＧにおいて各プロット点は丸印で示されており、各プロット点が複数の運転条件Ｒのいずれかに該当する。また、グラフＧの原点が比較用に仮選定している基準運転条件に該当するようにしている（図８も同様）。

また、図８に示す実施形態では、上記のグラフＧは、上述した複数の運転条件Ｒについての複数のスコアＳおよびコスト指標値Ｃの組合せの散布図を構成するプロット点の集合（図７参照）の外周を縁取りした図（図形。以下、外形図Ｇｓ）となっている。例えば図７に示すような散布図の画面表示上には、一例として選択した各運転条件に対して、プロット点の密集度合いに応じたプロット点の重なりなどの濃淡が生じる。本実施形態では、濃淡自体による評価は実施していない。この際、コスト指標値ＣあるいはスコアＳのいずれかが最大もしくは最大の範囲となるプロット点が、画面表示上のプロット点の重なりなどの濃淡の偏りなどによって判別しづらい場合が生じ得る。そこで、散布図に代えて、散布図の外形図Ｇｓを画面上に表示することにより、例えば散布図におけるピークを判別し易くするように図っている。したがって、コスト指標値ＣあるいはスコアＳのいずれかが最大もしくは最大の範囲となるスコアＳおよびコスト指標値Ｃの組合せを容易に把握することが可能となる。

上記の散布図の外形図Ｇｓは、散布図を構成する複数のプロット点の一部を通る直線などで結ばれた図形であって、散布図を構成する他のプロット点の全てがその図形の内側に収まっているような図形である。ただし、外れ値と判断可能なプロット点は、図形の内部に収まっていなくても良い。なお、このような図形は、例えば、ｘ軸（またはｙ軸）を複数の区間に分割した上で、分割した各区間に含まれる１以上のプロット点のうちからｙ値（ｘ値）が最大もしくは最大の範囲のプロット点および最小もしくは最小の範囲のプロット点をそれぞれ判別し、判別した複数のプロット点同士を、例えば直線で結んだ内側に散布図を構成する全てのプロット点が含まれるように結ぶことにより、作成しても良い。あるいは、ｘ値（あるいはｙ値）が最大もしくは最大の範囲または最小もしくは最小の範囲なるプロット点など、任意の起点となるプロット点からｘ軸（またはｙ軸）上を一方向に進んだときに進行方向で隣接するプロット点を結んでいくことにより、散布図の外形図Ｇｓを作成しても良い。その他の手法により作成しても良い。なお、最小の範囲とは、コスト指標値Ｃの最小とほぼ同等と見做せる値であり、最小の１００％から１２０％まで、さらに好ましくは最小の１００％から１１０％までの範囲とする。これによりコスト指標値Ｃの微小な値の差異を許容する。

上記の構成によれば、第１出力部６１は、複数の運転条件Ｒに対応したスコアＳおよびコスト指標値Ｃの複数の組合せに基づいて、スコアＳとコスト指標値Ｃとの相関のグラフ（散布図など）を表示装置１６に出力する。これによって、オペレータなどは、スコアＳおよびコスト指標値Ｃの観点から複数の運転条件Ｒを視覚的に比較することができるようになり、適切な運転条件の選択を支援することができる。

また、幾つかの実施形態では、図２に示すように、上述した運転支援装置１は、複数の運転条件Ｒのうち、表示装置１６を介したオペレータなどによる選択操作に応じて入力されるスコアＳおよびコスト指標値Ｃの組合せに対応する運転条件Ｒを出力する第２出力部６２を、さらに備えても良い。具体的には、第２出力部６２の出力先は、プラント７の制御装置であっても良いし、表示装置１６であっても良い。

つまり、第１出力部６１により表示装置１６に表示されたグラフＧは、オペレータなどによるマウスの操作、タッチ操作などによって選択可能に構成される。そして、図２に示す実施形態では、表示装置１６の画面上で選択操作がなされることにより、選択されたグラフＧ上のプロット点あるいは位置の情報（選択情報）が運転支援装置１に送信されることで、第２出力部６２は、受信した選択情報に対応付けられている運転条件Ｒを、プラント７の制御装置または表示装置１６の少なくとも一方に出力するようになっている。

上記の構成によれば、第２出力部６２は、例えばオペレータが画面上で行う選択操作によって選択された任意のスコアＳおよびコスト指標値Ｃの組合せに対応した（関連付けられた）運転条件Ｒを例えばプラント７の制御装置（ＤＣＳ）などの外部に出力する。これによって、第２出力部６２の出力先に対して、選択された運転条件Ｒを伝送することができる。

次に、所定の選定条件を満たす運転条件Ｒを複数の運転条件Ｒから選定する選実施形態について、図９を用いて説明する。図９は、本発明の一実施形態に係る選定部５により選定された組合せを含むグラフＧの表示例であり、図７に対応する。

すなわち、幾つかの実施形態では、図２に示すように、上述した運転支援装置１は、出力情報Ｉに含まれる、複数の運転条件Ｒに対応したスコアＳおよびコスト指標値Ｃの複数の組合せの中から選定条件（後述）を満たす少なくとも１つの組合せを選定する選定部５を、さらに備えても良い。この場合、出力情報Ｉは、上記の選定部５によって選定された少なくとも１つの組合せを表示装置１６に表示させるための情報（選定情報）をさらに含んでも良い。換言すれば、第１出力部６１は、複数の運転条件Ｒの各々毎に得られる複数のスコアＳおよびコスト指標値Ｃの組合せおよび上記の選定情報を含む出力情報Ｉを出力する。

上記の選定部５は、幾つかの実施形態では、図２に示すように、複数の運転条件Ｒの各々毎に得られるスコアＳおよびコスト指標値Ｃの組合せのうちのスコアＳが下限値Ｓ_ｍｉｎ以上（図９参照。図９では０）となる組合せの中から、コスト指標値Ｃが最良もしくは最良の範囲となる組合せ（図９のコスト最良）を選定する第１選定部５１を含んでも良い。ここで、コスト指標値Ｃが最良とは、削減コストの場合には、値が大きいほど費用が小さくなるので最大値もしくは最大値の範囲であり、コスト指標値Ｃが、運用コスト自体である場合には、値が大きいほど費用が高くなるので最小値もしくは最小値の範囲となる。また、最良の範囲とは、コスト指標値Ｃの最良とほぼ同等と見做せる値であり、最良となる値の１００％から８０％まで、さらに好ましくは最大値の１００％から９０％までの範囲とする。これによりコスト指標値Ｃの微小な値の差異を許容するものである。つまり、第１選定部５１は、Ｓ≧Ｓ_ｍｉｎ、かつ、Ｃ（削減コスト）＝最大もしくは最大の範囲、あるいは、Ｓ≧Ｓ_ｍｉｎ、かつ、Ｃ（運用コスト）＝最小もしくは最小の範囲、との選定条件（コスト最良条件）を満たす上記の組合せを選定する。図９に示す実施形態では、上記のスコアＳの下限値Ｓ_ｍｉｎは０であるが、他の幾つかの実施形態では、上記のスコアＳの下限値Ｓ_ｍｉｎは０よりも大きい値でも良いし、０よりも小さい値でも良い。これによって、スコアＳの下限値Ｓ_ｍｉｎ以上となることによって例えば排出規制の達成度や、所定のプロセス値Ｖに基づいて評価されるプラント７の運用性などの要求を満たしつつ、コスト指標値Ｃが最良もしくは最良の範囲となることによって経済性が最も高くなるような運転条件Ｒを、複数の運転条件Ｒの中から選択することが可能となる。

また、他の幾つかの実施形態では、選定部５は、図２に示すように、複数の運転条件Ｒの各々毎に得られるスコアＳおよびコスト指標値Ｃの組合せの中から、コスト指標値Ｃにかかわらず、スコアＳが最大もしくは最大の範囲となる組合せ（図９のスコア最大）を選定する第２選定部５２を含んでも良い。つまり、第２選定部５２は、コスト指標値Ｃを必ずしも選定条件とすることなく、Ｓ＝最大もしくは最大の範囲、との選定条件（スコア最大条件）を満たす組合せを選定する。これによって、スコアＳによって評価される例えば排出規制の達成度や、所定のプロセス値Ｖに基づいて評価されるプラント７の運用性を最優先した運転条件Ｒを、複数の運転条件Ｒの中から選択することが可能となる。

その他の幾つかの実施形態では、選定部５は、図２に示すように、複数の運転条件Ｒの各々毎に得られるスコアＳおよびコスト指標値Ｃの組合せのうちのスコアＳが第１値Ｓ_１以上となる組合せの中から、コスト指標値Ｃが最良もしくは最良の範囲となる組合せである組合せ（以下、バランス組合せ。図９のバランス）を選定する第３選定部５３を含んでも良い。ここで、第１値Ｓ_１は前述の下限値Ｓ_ｍｉｎよりも大きい（Ｓ_１＞Ｓ_ｍｉｎ）。つまり、第３選定部５３は、Ｓ≧Ｓ_１、かつ、Ｃ（削減コスト）＝最大もしくは最大の範囲、あるいはＳ≧Ｓ_１、かつ、Ｃ（コスト）＝最小もしくは最小の範囲との選定条件（バランス条件）を満たす組合せを選定する。図９に示す実施形態では、第１値Ｓ_１は０よりも大きい値となっているが（Ｓ_１＞０）、第１値Ｓ_１は０であっても良いし、０よりも小さい値であっても良い（Ｓ_１≦０）。これによって、スコアＳとコスト指標値Ｃとがバランス（両立）するような運転条件Ｒを、複数の運転条件Ｒの中から選択することが可能となる。

この際、上述したように、スコアＳを、複数のプロセス値Ｖの各々の予測値をそれぞれ評価した個別スコアＳｉに基づいて算出（合計）する場合には、スコアＳの値が同一となる複数の個別スコアＳｉの値の集合が複数存在する場合がある。よって、そのような個別スコアＳｉの集合の中で、所望の個別スコアＳｉの値をより大きくしたい場合がある。例えば、同じスコアＳとなる運転条件Ｒであっても、温度低減器７ｃにおけるスプレイ噴射による蒸気温度の調整範囲に関する個別スコアＳｉが比較的高い場合や、ＮＯｘ濃度に関する個別スコアＳｉが比較的高い場合などがあり得るが、スコアＳが最大値もしくは最大値の範囲として、概ね同じとなる運転条件Ｒのうちから例えばスプレイ噴射による蒸気温度の調整範囲に優れた運転条件Ｒを見出したいといった場合がある。

そこで、その他の幾つかの実施形態では、選定部５は、図２に示すように、上記のバランス組合せ（バランス条件を満たすスコアＳおよびコスト指標値Ｃの組合せ）のスコアＳの値を基準としたスコアＳの所定の範囲（スコア範囲Ｓｒ）内のスコアＳの値を有し、かつ、そのバランス組合せのコスト指標値Ｃの値を基準としたコスト指標値Ｃの所定の範囲（コスト範囲Ｃｒ）内のコスト指標値Ｃの値を有する他の１以上のスコアＳおよびコスト指標値Ｃの組合せのうち、特定のプロセス値Ｖに関する個別スコアＳｉが最大値もしくは最大値の範囲として、組合せ（図９のバランス周辺）を選定する第４選定部５４を、さらに含んでも良い。

上記のスコア範囲Ｓｒは、例えば、バランス組合せの有するスコアＳから＋α１までの範囲、－α２までの範囲、－α２から＋α１までの範囲のいずれかであっても良い（α１、α２≧０の所定値）。この際、α１＝α２、α１≠α２であっても良い。同様に、上記のコスト範囲Ｃｒは、例えば、バランス組合せのコスト指標値Ｃから＋β１までの範囲、－β２までの範囲、－β２から＋β１までの範囲のいずれかであっても良い（β１、β２≧０の所定値）。この際、β１＝β２、β１≠β２であっても良い。つまり、第４選定部５４は、Ｓがスコア範囲Ｓｒ内、Ｃがコスト範囲Ｃｒ内にあり、かつ、特定の個別スコアＳｉ＝最大もしくは最大の範囲との選定条件（バランス周辺条件）を満たす組合せを選定する。上記のα１，α２の所定値およびβ１，β２の所定値は、スコアＳの値およびコスト指標値Ｃの値の発生状況などから適切な範囲を設定する。もしくは簡略方法として、スコアＳの値およびコスト指標値Ｃの値の±２０％、さらに好ましくは値の±１０％の範囲としてもよい。

これによって、バランス組合せ付近で、所望する特定のプロセス値Ｖの予測値の評価（個別スコアＳｉ）がより高くなるような運転条件Ｒを選定することができ、特定のプロセス値Ｖを優先した運転条件Ｒを選定することが可能となる。

上記の構成によれば、出力情報Ｉには、所定の選定条件を満たすコスト指標値ＣおよびスコアＳの組合せを例えばグラフＧに重ねて表示させるなど、複数の運転条件Ｒの組合せの評価結果と共に選定条件を満たす組合せをグラフＧに関連付けた形で表示装置１６に表示させるための情報が含まれる。これによって、選定部５により選定されたスコアＳおよびコスト指標値Ｃの組合せを他の組合せと容易に対比できるように表示したり、最適な運転条件Ｒの抽出を自動で行うことができる。

他方、他の幾つかの実施形態では、上述した運転支援装置１は、上記の選定部５に加えて、上記の選定条件に基づいて選定部５が選定した少なくとも１つの組合せのうちの、プラント７の運転モードに合致した１つの組合せに対応する運転条件Ｒを出力する第３出力部６３をさらに備えても良い。第３出力部６３は例えばプラント７の制御装置に接続されていても良く、第３出力部６３が出力した運転条件Ｒを指令値として、プラント７の制御装置がプラント７の制御を行っても良い。

また、運転モードは、選定部５が選定した１以上の組合せに対応する運転条件Ｒの中から、どの運転条件Ｒを実際に採用すべきかを指示する情報である。具体的には、運転モードによって、コスト最良条件、スコア最大条件、バランス条件、バランス周辺条件のいずれを満たす運転条件Ｒの指示が可能であっても良い。よって、第３出力部６３は、運転モードで指示されている選定条件を満たすスコアＳおよびコスト指標値Ｃの組合せに対応した運転条件Ｒを出力する。

上記の構成によれば、第３出力部６３は、運転モードで指示される選定条件を満たすスコアＳおよびコスト指標値Ｃの組合せに対応する運転条件Ｒを、例えばプラント７の制御装置などの外部に出力する。これによって、運転モードに応じた運転条件Ｒでプラント７の運転などを行うことができる。

なお、他の幾つかの実施形態では、運転支援装置１は、上述した選定部５を備えていなくても良い。この場合には、出力情報生成部４と出力部６とが直接接続されることになる。

以下、上述した運転支援装置１が実行する処理に対応するプラントの運転支援方法について、図１０を用いて説明する。図１０は、本発明の一実施形態に係るプラントの運転支援方法を示すフロー図である。

図１０に示すように、プラントの運転支援方法（以下、単に、運転支援方法）は、運転条件取得ステップ（Ｓ１）と、コスト指標値取得ステップ（Ｓ２）と、スコア取得ステップ（Ｓ３）と、出力情報生成ステップ（Ｓ４）と、を備える。
図１０のステップ順に運転支援方法を説明する。

図１０のステップＳ１において、運転条件取得ステップを実行する。運転条件取得ステップ（Ｓ１）は、上述した複数の運転条件Ｒを取得するステップである。運転条件取得ステップ（Ｓ１）は、既に説明した運転条件取得部１２が実行する処理内容と同様であるため、詳細は省略する。

ステップＳ２において、コスト指標値取得ステップを実行する。コスト指標値取得ステップ（Ｓ２）は、運転条件取得ステップ（Ｓ１）によって取得された複数の運転条件Ｒの各々によりプラント７を運転した場合のコスト指標値Ｃ（前述）をそれぞれ取得するステップである。コスト指標値取得ステップ（Ｓ２）は、既に説明したコスト指標値取得部２が実行する処理内容と同様であるため、詳細は省略する。

ステップＳ３において、スコア取得ステップを実行する。スコア取得ステップ（Ｓ３）は、運転条件取得ステップ（Ｓ１）によって取得された複数の運転条件Ｒの各々によりプラント７を運転した場合のスコアＳ（前述）をそれぞれ取得するステップである。スコア取得ステップ（Ｓ３）は、既に説明したスコア取得部３が実行する処理内容と同様であるため、詳細は省略する。

ステップＳ４において、出力情報生成ステップを実行する。出力情報生成ステップ（Ｓ４）は、上述した出力情報Ｉを生成するステップである。出力情報生成ステップ（Ｓ４）は、既に説明した出力情報生成部４が実行する処理内容と同様であるため、詳細は省略する。

図１０に示す実施形態では、ステップＳ５において、上述した出力情報Ｉに含まれる、複数の運転条件Ｒに対応したスコアＳおよびコスト指標値Ｃの複数の組合せの中から選定条件を満たす少なくとも１つの組合せを選定する選定ステップ（Ｓ５）を実行する。選定ステップ（Ｓ５）は、既に説明した選定部５が実行する処理内容と同様であるため、詳細は省略するが、上述したコスト最良条件、スコア最大条件、バランス条件、バランス周辺条件のいずれかの条件を満たす少なくとも１つの運転条件Ｒを選定しても良い。

そして、選定ステップ（Ｓ５）で選定された運転条件Ｒを含むグラフＧを表示装置１６に画面表示する場合には、ステップＳ６１において、上述した第１出力部６１の処理内容に相当する第１出力ステップ（Ｓ６１）を実行することにより、上記のグラフＧ（図７～図９参照）を表示装置１６に画面表示させるようにしている。また、ステップＳ６２において、上述した第２出力部６２の処理内容に相当する第２出力ステップを実行することにより、オペレータにより選択されたグラフＧにおけるプロット点あるいは位置に対応する運転条件Ｒを、プラント７の制御装置に設定するようにしている。逆に、上記の画面表示をしない場合には、上述した第３出力部６３の処理内容に相当する第３出力ステップ（Ｓ６３）を実行することにより、選定ステップ（Ｓ５）で選定された１つの運転条件Ｒをプラント７の制御装置に設定するようにしている。

上記の構成によれば、スコアＳおよびコスト指標値Ｃの観点から複数の運転条件Ｒの各々を評価することにより、複数の運転条件Ｒの中から適切な運転条件Ｒを選択する（求める）ことを支援することができる。

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

１ 運転支援装置
ｍ 記憶装置
１２ 運転条件取得部
１４ プロセス値予測部
１６ 表示装置
２ コスト指標値取得部
３ スコア取得部
３１ 個別スコア算出部
３２ 合計部
４ 出力情報生成部
５ 選定部
５１ 第１選定部（コスト最良条件）
５２ 第２選定部（スコア最大条件）
５３ 第３選定部（バランス条件）
５４ 第４選定部（バランス周辺条件）
６ 出力部
６１ 第１出力部
６２ 第２出力部
６３ 第３出力部
７ プラント
７ｃ 温度低減器
７ｐ 蒸気管
７１ ボイラ
７１ｆ 火炉
７２ 燃焼装置
７３ 煙道
７４ 燃焼バーナ
７５ 微粉炭供給管
７６ 粉砕機
７７ａ 空気ダクト
７７ｂ 分岐部
７７ｃ 分岐ダクト
７７ｄ ダンパ
７７ｅ 風箱
７７ｐ ポート
７８ 送風機
７９ 熱交換器
７９ａ ２次過熱器
７９ｂ ３次過熱器
７９ｅ １次過熱器
８ 排ガス通路
８１ 脱硝装置
８２ エアヒータ
８３ 煤塵処理装置
８４ 誘引送風機
８５ 煙突

Ｒ 運転条件
Ｐ 運転パラメータ
Ｖ プロセス値
Ｖｔ 目標値
Ｃ コスト指標値
Ｃｒ コスト範囲
Ｇ グラフ
Ｇｓ 外形図
Ｉ 出力情報
Ｍ 予測モデル
Ｓ スコア
Ｓｉ 個別スコア
Ｓ_ｍｉｎ 下限値
Ｓ１ 第１値
Ｓｒ スコア範囲
Ｆ スコア変換関数
ａ１ プロセス値の第１範囲
ａ２ プロセス値の第２範囲
ａ３ プロセス値の第３範囲

Claims (9)

1. プラントを運転するための複数の運転パラメータをそれぞれ含む複数の運転条件を取得するよう構成される運転条件取得部と、
   前記複数の運転条件の各々により前記プラントを運転した場合の少なくとも１つのプロセス値の予測値を用いて、前記複数の運転条件についてコスト指標値をそれぞれ算出するよう構成されるコスト指標値取得部と、
   前記複数の運転条件の各々により前記プラントを運転した場合の前記予測値に基づく前記運転条件の評価値であるスコアをそれぞれ算出するよう構成されるスコア取得部と、
   前記複数の運転条件の各々毎に得られる前記スコアおよび前記コスト指標値の組合せを含む出力情報を生成するよう構成される出力情報生成部と、
   前記出力情報生成部が生成した前記出力情報に基づいて、前記複数の運転条件に対応する複数の前記組合せから得られる前記スコアおよび前記コスト指標値の相関のグラフをオペレータ側の表示装置に出力する第１出力部と、
   前記複数の運転条件にそれぞれ対応する前記スコアおよび前記コスト指標値の複数の前記組合せの中から、前記スコア又は前記コスト指標値の優先度が異なる複数種の選定条件をそれぞれ満たす複数種の組合せを選定する選定部と、
   を備え、
   前記出力情報は、前記選定部によって選定された前記複数種の組合せを前記表示装置に表示させるための情報をさらに含む
   ことを特徴とするプラントの運転支援装置。
2. 前記グラフは、前記複数の組合せの散布図を構成するプロット点の集合の外周を縁取りした図であることを特徴とする請求項１に記載のプラントの運転支援装置。
3. 前記複数の運転条件のうち、前記表示装置を介した選択操作に応じて入力される前記スコアおよび前記コスト指標値の組合せに対応する前記運転条件を出力する第２出力部を、さらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラントの運転支援装置。
4. 前記選定部が選定した前記複数種の組合せのうちの、前記プラントの運転モードに合致した１つの前記組合せに対応する前記運転条件を出力する第３出力部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のプラントの運転支援装置。
5. 前記選定部は、
   前記複数の運転条件の各々毎に得られる前記スコアおよび前記コスト指標値の組合せのうちの前記スコアが下限値以上となる前記組合せの中から、前記コスト指標値が最良もしくは最良の範囲となる前記組合せを選定する第１選定部を含むことを特徴とする請求項４に記載のプラントの運転支援装置。
6. 前記選定部は、
   前記複数の運転条件の各々毎に得られる前記スコアおよび前記コスト指標値の組合せの中から、前記コスト指標値に係わらずに前記スコアが最大もしくは最大の範囲となる前記組合せを選定する第２選定部を含むことを特徴とする請求項４又は５に記載のプラントの運転支援装置。
7. 前記選定部は、
   前記複数の運転条件の各々毎に得られる前記スコアおよび前記コスト指標値の組合せのうちの前記スコアが下限値よりも大きい第１値以上となる前記組合せの中から、前記コスト指標値が最良もしくは最良の範囲となる前記組合せであるバランス組合せを選定する第３選定部を含むことを特徴とする請求項４～６のいずれか１項に記載のプラントの運転支援装置。
8. 前記スコアは、複数のプロセス値の各々の予測値をそれぞれ評価した個別スコアの合計であり、
   前記選定部は、
   前記バランス組合せの前記スコアの値を基準としたスコア範囲内の前記スコアの値を有し、かつ、前記バランス組合せの前記コスト指標値の値を基準としたコスト範囲内の前記コスト指標値の値を有する他の１以上の前記組合せのうち、特定の前記プロセス値に関する前記個別スコアが最大もしくは最大の範囲となる前記組合せを選定する第４選定部を、さらに含むことを特徴とする請求項７に記載のプラントの運転支援装置。
9. プラントを運転するための複数の運転パラメータをそれぞれ含む複数の運転条件を取得するよう構成される運転条件取得ステップと、
   前記複数の運転条件の各々により前記プラントを運転した場合の少なくとも１つのプロセス値の予測値を用いて、前記複数の運転条件についてコスト指標値をそれぞれ算出するよう構成されるコスト指標値取得ステップと、
   前記複数の運転条件の各々により前記プラントを運転した場合の前記予測値に基づく前記運転条件の評価値であるスコアをそれぞれ算出するよう構成されるスコア算出ステップと、
   前記複数の運転条件の各々毎に得られる前記スコアおよび前記コスト指標値の組合せを含む出力情報を生成するよう構成される出力情報生成ステップと、
   前記出力情報生成ステップにおいて生成した前記出力情報に基づいて、前記複数の運転条件に対応する複数の前記組合せから得られる前記スコアおよび前記コスト指標値の相関のグラフをオペレータ側の表示装置に出力する第１出力ステップと、
   前記複数の運転条件にそれぞれ対応する前記スコアおよび前記コスト指標値の複数の前記組合せの中から、前記スコア又は前記コスト指標値の優先度が異なる複数種の選定条件をそれぞれ満たす複数種の組合せを選定する選定ステップと、
   を備え、
   前記出力情報は、前記選定ステップにおいて選定された前記複数種の組合せを前記表示装置に表示させるための情報をさらに含む
   ことを特徴とするプラントの運転支援方法。

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