JP7561529B2 - Prediction device, plant, prediction method, program, and configuration program - Google Patents

Prediction device, plant, prediction method, program, and configuration program Download PDF

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Description

本開示は、予測装置、プラント、予測方法、プログラム、及び、コンフィギュレーションプログラムに関する。 This disclosure relates to a prediction device, a plant, a prediction method, a program, and a configuration program.

ボイラなどを備えるプラントでは、触媒が使用される。触媒が使用されるプラントでは、プラントを運転するにつれて、触媒が劣化する。そのため、触媒が使用されるプラントでは、触媒の劣化度を把握することが望まれる。
特許文献1には、関連する技術として、触媒の劣化度を予測する技術が開示されている。
Catalysts are used in plants equipped with boilers, etc. In plants where catalysts are used, the catalysts deteriorate as the plants operate. Therefore, in plants where catalysts are used, it is desirable to grasp the degree of deterioration of the catalysts.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-233633 discloses a related technique for predicting the degree of deterioration of a catalyst.

特許第6278296号公報Patent No. 6278296

ところで、プラントにおける触媒の劣化度を予測するには、一般的にプラントのユーザが予測するときに、毎回排ガスの性状を分析するなど複雑な処理を行う必要がある。
そのため、プラントでは、ユーザが複雑な処理を実行することなく、触媒の劣化度を知ることができる技術が求められている。
Incidentally, in order to predict the degree of deterioration of a catalyst in a plant, a user of the plant generally needs to carry out complicated processing such as analyzing the properties of exhaust gas each time the prediction is made.
For this reason, there is a demand for technology that allows users to know the degree of catalyst deterioration without having to perform complex processing in plants.

本開示は、上記の課題を解決することのできる予測装置、プラント、予測方法、プログラム、及び、コンフィギュレーションプログラムを提供することを目的としている。 The present disclosure aims to provide a prediction device, a plant, a prediction method, a program, and a configuration program that can solve the above problems.

上記課題を解決するために、本開示に係る劣化予測装置は、第1プラントの過去の運転における触媒に係る第1データと、前記過去の運転の状態に係る第2データとを含む学習データであって、計画値、プラントデータ、および被毒後の触媒データを入力とし触媒劣化データを出力とする学習データに基づいて、ノード間のデータの結合の重み付けが決定され、前記第1プラントと異なる第2プラントにおける触媒の劣化度を予測するニューラルネットワークである第1予測モデルを生成するモデル生成部と、前記モデル生成部が生成した前記第1予測モデルに基づいて、前記第2プラントにおける前記劣化度を予測する劣化度予測部と、を備える In order to solve the above problem, the deterioration prediction device of the present disclosure includes: a model generation unit that generates a first prediction model, which is a neural network that predicts a deterioration level of a catalyst in a second plant different from the first plant, based on learning data including first data related to a catalyst in past operation of a first plant and second data related to the state of the past operation, the learning data having planned values, plant data, and catalyst data after poisoning as inputs and catalyst deterioration data as output, and includes: a model generation unit that generates a first prediction model, which is a neural network that predicts the deterioration level of a catalyst in a second plant different from the first plant, based on the first prediction model generated by the model generation unit; and a deterioration prediction unit that predicts the deterioration level in the second plant based on the first prediction model generated by the model generation unit .

本開示に係る差圧予測装置は、上記の劣化予測装置と、前記劣化予測装置が予測した前記劣化度に基づいて、空気予熱器の入出力間の差圧を推定する差圧推定部と、を備える。 The differential pressure prediction device according to the present disclosure includes the deterioration prediction device described above and a differential pressure estimation unit that estimates the differential pressure between the input and output of the air preheater based on the degree of deterioration predicted by the deterioration prediction device.

本開示に係るプラントは、触媒が用いられるプラントであって、前記触媒の劣化が起こる装置と、前記触媒の劣化度を予測する上記の劣化予測装置と、を備える。 The plant according to the present disclosure is a plant in which a catalyst is used, and includes a device in which the catalyst deteriorates, and the deterioration prediction device described above that predicts the degree of deterioration of the catalyst.

本開示に係る劣化予測方法は、第1プラントの過去の運転における触媒に係る第1データと、前記過去の運転の状態に係る第2データとを含む学習データであって、計画値、プラントデータ、および被毒後の触媒データを入力とし触媒劣化データを出力とする学習データに基づいて、ノード間のデータの結合の重み付けが決定され、前記第1プラントと異なる第2プラントにおける触媒の劣化度を予測するニューラルネットワークである第1予測モデルを生成することと、生成した前記第1予測モデルに基づいて、前記第2プラントにおける前記劣化度を予測することと、を含む The deterioration prediction method of the present disclosure includes generating a first prediction model which is a neural network that predicts a degree of deterioration of a catalyst in a second plant different from the first plant, the first prediction model being learning data including first data related to a catalyst in past operation of a first plant and second data related to the state of the past operation, the learning data having planned values, plant data, and catalyst data after poisoning as inputs and catalyst deterioration data as output, and predicting the degree of deterioration in the second plant based on the generated first prediction model .

本開示に係る差圧予測方法は、第1プラントの過去の運転における触媒に係る第1データと、前記過去の運転の状態に係る第2データとを含む学習データであって、計画値、プラントデータ、および被毒後の触媒データを入力とし触媒劣化データを出力とする学習データに基づいて、ノード間のデータの結合の重み付けが決定され、前記第1プラントと異なる第2プラントにおける触媒の劣化度を予測するニューラルネットワークである第1予測モデルを生成することと、生成した前記第1予測モデルに基づいて、前記第2プラントにおける前記劣化度を予測することと、予測した前記劣化度に基づいて、空気予熱器の入出力間の差圧を推定することと、を含む The differential pressure prediction method of the present disclosure includes: generating a first prediction model which is a neural network that predicts a degree of catalyst deterioration in a second plant different from the first plant, in which weighting of data connections between nodes is determined based on learning data including first data related to a catalyst in past operation of a first plant and second data related to the state of the past operation, the learning data having planned values, plant data, and catalyst data after poisoning as inputs and catalyst deterioration data as output; predicting the degree of deterioration in the second plant based on the generated first prediction model; and estimating a differential pressure between an input and an output of an air preheater based on the predicted degree of deterioration .

本開示に係るプログラムは、コンピュータに、第1プラントの過去の運転における触媒に係る第1データと、前記過去の運転の状態に係る第2データとを含む学習データであって、計画値、プラントデータ、および被毒後の触媒データを入力とし触媒劣化データを出力とする学習データに基づいて、ノード間のデータの結合の重み付けが決定され、前記第1プラントと異なる第2プラントにおける触媒の劣化度を予測するニューラルネットワークである第1予測モデルを生成することと、生成した前記第1予測モデルに基づいて、前記第2プラントにおける前記劣化度を予測することと、を実行させる A program according to the present disclosure causes a computer to execute the following steps: generate a first prediction model, which is a neural network that determines weighting of data connections between nodes based on learning data including first data related to a catalyst in past operations of a first plant and second data related to the state of the past operations, the learning data having planned values, plant data, and catalyst data after poisoning as inputs and catalyst deterioration data as output, and predicts the degree of deterioration of a catalyst in a second plant different from the first plant; and predict the degree of deterioration in the second plant based on the generated first prediction model .

本開示に係るコンフィギュレーションの処理をコンピュータに実行させるためのプログラムは、第1プラントの過去の運転における触媒に係る第1データと、前記過去の運転の状態に係る第2データとを含む学習データであって、計画値、プラントデータ、および被毒後の触媒データを入力とし触媒劣化データを出力とする学習データに基づいて、ノード間のデータの結合の重み付けが決定され、前記第1プラントと異なる第2プラントにおける触媒の劣化度を予測するニューラルネットワークである第1予測モデルを生成するモデル生成部、前記モデル生成部が生成した前記第1予測モデルに基づいて、前記第2プラントにおける前記劣化度を予測する劣化度予測部のそれぞれをハードウェアとして構成させる A program for causing a computer to execute the processing of a configuration according to the present disclosure configures, as hardware, a model generation unit that determines weighting of data connections between nodes based on learning data including first data related to a catalyst in past operations of a first plant and second data related to the state of the past operations, and that generates a first prediction model, which is a neural network that predicts the deterioration level of a catalyst in a second plant different from the first plant, based on the learning data that inputs planned values, plant data, and catalyst data after poisoning and outputs catalyst deterioration data, and a deterioration level prediction unit that predicts the deterioration level in the second plant based on the first prediction model generated by the model generation unit .

本開示の実施形態による予測装置、プラント、予測方法、プログラム、及び、コンフィギュレーションプログラムによれば、プラントのユーザが複雑な処理を実行することなく、触媒の劣化度を知ることができる。 The prediction device, plant, prediction method, program, and configuration program according to the embodiments of the present disclosure allow the plant user to know the degree of catalyst deterioration without performing complex processing.

本開示の第1実施形態によるプラントの構成の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a plant according to a first embodiment of the present disclosure. 本開示の第1実施形態によるセンサ装置の構成の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a sensor device according to a first embodiment of the present disclosure. 本開示の第1実施形態による劣化予測装置の構成の一例を示す図である。1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a deterioration prediction device according to a first embodiment of the present disclosure. 本開示の第1実施形態におけるさまざまなプラントにおける過去の実績データの一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of past performance data in various plants in the first embodiment of the present disclosure. 本開示の第1実施形態における第1モデル及び第2モデルの生成を説明するための図である。4A to 4C are diagrams for explaining generation of a first model and a second model in the first embodiment of the present disclosure. 本開示の第1実施形態における第1モデル及び第2モデルからへのデータの入力の一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of data input from a first model and a second model in the first embodiment of the present disclosure. 本開示の第1実施形態による劣化予測装置の処理フローを示す第1の図である。FIG. 2 is a first diagram showing a processing flow of the deterioration prediction device according to the first embodiment of the present disclosure. 本開示の第1実施形態による劣化予測装置の処理フローを示す第2の図である。FIG. 2 is a second diagram showing the processing flow of the deterioration prediction device according to the first embodiment of the present disclosure. 本開示の第1実施形態における実施例の比較結果の一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of a comparison result of examples in the first embodiment of the present disclosure. 本開示の第2実施形態による差圧予測装置の構成の一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a configuration of a differential pressure prediction device according to a second embodiment of the present disclosure. 本開示の第2実施形態によるプラントの構成の一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a configuration of a plant according to a second embodiment of the present disclosure. 本開示の第2実施形態による差圧予測装置の処理フローを示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a process flow of the differential pressure prediction device according to the second embodiment of the present disclosure. 本開示の第2実施形態による差圧予測装置の処理を説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining the processing of the differential pressure prediction device according to the second embodiment of the present disclosure. 本開示の第2実施形態における実施例の比較結果の一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of a comparison result of examples in the second embodiment of the present disclosure. 少なくとも1つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating a configuration of a computer according to at least one embodiment.

<第1実施形態>
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
本開示の第1実施形態に係る劣化予測システムは、予測対象のプラント1の運転データに基づいて、当該プラント1が備える脱硝装置20の劣化状態を予測する。劣化予測システムは、データサーバ装置50および劣化予測装置40を備える。データサーバ装置50は、プラント1のデータを記憶する装置である。プラント1のデータは、例えば、燃料性状、運転データなどを含むデータである。劣化予測装置40は、データサーバ装置50が記憶するデータに基づいて、プラント1が備える脱硝装置20の劣化状態を予測する。
First Embodiment
Hereinafter, the embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
The deterioration prediction system according to the first embodiment of the present disclosure predicts a deterioration state of a denitration device 20 provided in a plant 1, based on operation data of the plant 1 to be predicted. The deterioration prediction system includes a data server device 50 and a deterioration prediction device 40. The data server device 50 is a device that stores data of the plant 1. The data of the plant 1 includes, for example, fuel properties, operation data, and the like. The deterioration prediction device 40 predicts a deterioration state of the denitration device 20 provided in the plant 1, based on the data stored in the data server device 50.

(プラントの構成)
第1実施形態によるプラント1(第2プラントの一例、プラントの一例)の構成について説明する。
第1実施形態によるプラント1は、プラント1の総運転時間に対する触媒の性能の劣化度を予測するプラントである。
プラント1は、図1に示すように、ボイラ10、脱硝装置20(触媒の劣化が起こる装置の一例)、センサ装置30を備える。
(Plant configuration)
The configuration of a plant 1 (an example of a second plant, an example of a plant) according to the first embodiment will be described.
The plant 1 according to the first embodiment is a plant for predicting the degree of deterioration of the catalyst performance with respect to the total operation time of the plant 1 .
As shown in FIG. 1 , the plant 1 includes a boiler 10 , a denitration device 20 (an example of a device in which catalyst deterioration occurs), and a sensor device 30 .

ボイラ10は、石炭などを燃料とするボイラである。ボイラ10は、燃料を焚いたときの燃焼ガスを脱硝装置20に排出する。 The boiler 10 is a boiler that uses coal or other fuel. When the fuel is burned, the boiler 10 discharges the combustion gas to the denitrification device 20.

脱硝装置20は、燃焼ガスに含まれるNOx(ノックス)を分解することで、燃焼ガスにおけるNOx濃度を低減させる装置。プラント1の安定的な稼働のために、脱硝装置20の脱硝率をほぼ一定に保つことが好ましい。
例えば、脱硝装置20は、被毒成分による触媒の性能の劣化によって低下傾向となる脱硝率を、脱硝装置20の入口でアンモニア(NH)を注入することにより、その脱硝率を一定に保つ。被毒成分とは、触媒の主成分とは異なる、外部から入ってくる成分である。
脱硝装置20には、外部から被毒成分が入ってくる。そのため、脱硝装置20では、被毒成分の増加に伴って、活性点が減少する。その結果、触媒の性能の高さ(良さ)を示す反応速度定数Kの値が低下する。すなわち、触媒の性能が劣化する。
第1実施形態によるプラント1は、この触媒の性能の劣化度の予測対象である。
The denitration device 20 is a device that reduces the NOx concentration in the combustion gas by decomposing NOx contained in the combustion gas. For stable operation of the plant 1, it is preferable to keep the denitration rate of the denitration device 20 approximately constant.
For example, the denitration rate of the denitration device 20, which tends to decrease due to deterioration of the catalyst performance caused by poisoning components, is kept constant by injecting ammonia (NH 3 ) at the inlet of the denitration device 20. The poisoning components are components that enter from the outside and are different from the main components of the catalyst.
Poisoning components enter the denitration device 20 from the outside. Therefore, in the denitration device 20, as the poisoning components increase, the active sites decrease. As a result, the value of the reaction rate constant K, which indicates the level (quality) of the catalyst performance, decreases. In other words, the performance of the catalyst deteriorates.
The plant 1 according to the first embodiment is the subject of prediction of the degree of deterioration of the catalyst performance.

センサ装置30は、図2に示すように、第1センサ301、第2センサ302、第3センサ303、第4センサ304を備える。センサ装置30は、脱硝装置20の入口に備えられる。
第1センサ301は、脱硝装置20の入口におけるダスト濃度を検出する。
第2センサ302は、脱硝装置20の入口におけるNOx(ノックス)濃度を検出する。
第3センサ303は、脱硝装置20の入口におけるSOx(ソックス)濃度を検出する。
第4センサ304は、脱硝装置20の入口におけるO2(酸素)濃度を検出する。
センサ装置30が計測したデータは、インターネット等のネットワークを介してデータサーバ装置50に送信される。これにより、データサーバ装置50にはプラント1のデータが蓄積される。
2, the sensor device 30 includes a first sensor 301, a second sensor 302, a third sensor 303, and a fourth sensor 304. The sensor device 30 is provided at the inlet of the denitrification device 20.
The first sensor 301 detects the dust concentration at the inlet of the denitration device 20 .
The second sensor 302 detects the NOx concentration at the inlet of the denitration device 20 .
The third sensor 303 detects the concentration of SOx at the inlet of the denitration device 20 .
The fourth sensor 304 detects the O 2 (oxygen) concentration at the inlet of the denitration device 20 .
The data measured by the sensor device 30 is transmitted to the data server device 50 via a network such as the Internet. As a result, data of the plant 1 is accumulated in the data server device 50.

(劣化予測装置の構成)
劣化予測装置40は、プラント1の総運転時間に対する触媒の性能の劣化度を予測する装置である。
劣化予測装置40は、図3に示すように、記憶部401、計画値取得部402、プラントデータ取得部403、第1モデル生成部404(モデル生成部の一例)、第2モデル生成部405(モデル生成部の一例)、被毒後データ取得部406、触媒劣化度取得部407(劣化度予測部の一例)を備える。
(Configuration of Deterioration Prediction Device)
The deterioration prediction device 40 is a device that predicts the degree of deterioration of the catalyst performance with respect to the total operation time of the plant 1 .
As shown in FIG. 3 , the deterioration prediction device 40 includes a memory unit 401, a planned value acquisition unit 402, a plant data acquisition unit 403, a first model generation unit 404 (an example of a model generation unit), a second model generation unit 405 (an example of a model generation unit), a post-poisoning data acquisition unit 406, and a catalyst deterioration level acquisition unit 407 (an example of a deterioration level prediction unit).

記憶部401は、劣化予測装置40の処理に必要な種々の情報を記憶する。
例えば、記憶部401は、さまざまなプラント(第1プラントの一例)における過去の実績データD1を記憶する。
具体的には、記憶部401は、例えば、図4に示す計画値、プラントデータ、被毒後の触媒データを記憶する。
なお、時間の経過に伴って変化するデータについては、記憶部401は、時刻と関連付けて記憶している。
The storage unit 401 stores various information necessary for the processing of the deterioration prediction device 40 .
For example, the storage unit 401 stores past performance data D1 for various plants (an example of a first plant).
Specifically, the storage unit 401 stores, for example, the planned values, plant data, and post-poisoning catalyst data shown in FIG.
It should be noted that the storage unit 401 stores data that changes over time in association with the time.

図4に示すように、計画値には、触媒性能、触媒仕様、装置仕様が含まれる。
触媒性能の例としては、反応速度定数の初期値K0、ある運転時間が経過した後の反応速度定数Kと反応速度定数の初期値K0との比(K/K0)(反応速度定数の劣化度、すなわち、触媒の劣化度)などが挙げられる。なお、反応速度定数の初期値K0は、予め与えられる値である。
As shown in FIG. 4, the planned values include catalyst performance, catalyst specifications, and equipment specifications.
Examples of catalyst performance include the initial value K0 of the reaction rate constant, the ratio (K/K0) of the reaction rate constant K after a certain operating time has elapsed to the initial value K0 of the reaction rate constant (the degree of deterioration of the reaction rate constant, i.e., the degree of deterioration of the catalyst), etc. The initial value K0 of the reaction rate constant is a value given in advance.

また、触媒仕様の例としては、触媒の初期の比表面積、触媒の初期の細孔容積、触媒の初期の組成(例えば、TiO2(チタニア)、WO3(三酸化タングステン)、V2O5(五酸化バナジウム)、SiO2(シリカ)など)などが挙げられる。なお、触媒の仕様は、例えば、実際の触媒をサンプリングし、分析することによって得られる。 Examples of catalyst specifications include the initial specific surface area of the catalyst, the initial pore volume of the catalyst, and the initial composition of the catalyst (e.g., TiO2 (titania), WO3 (tungsten trioxide), V2O5 (vanadium pentoxide), SiO2 (silica), etc.). The catalyst specifications are obtained, for example, by sampling and analyzing the actual catalyst.

また、装置仕様の例としては、流速、脱硝装置20の入口におけるダスト濃度、脱硝装置20の入口におけるNOx(ノックス)濃度、脱硝装置20の入口におけるSOx(ソックス)濃度、脱硝装置20の入口におけるO2(酸素)濃度などが挙げられる。
なお、流速は、装置ごとに決まる値である。脱硝装置20の入口におけるダスト濃度、脱硝装置20の入口におけるNOx濃度、脱硝装置20の入口におけるSOx濃度、脱硝装置20の入口におけるO2濃度のそれぞれは、脱硝装置20の入口に設けられているセンサ装置30によって測定された値である。脱硝装置20の入口におけるダスト濃度、脱硝装置20の入口におけるNOx濃度、脱硝装置20の入口におけるSOx濃度、脱硝装置20の入口におけるO2濃度のそれぞれについては、燃料性状から計算により求めるものであってもよい。ここでの燃料性状は、灰中の各成分の触媒への流入量を示すデータであり、プラントごとに燃料を分析して、所持されているデータである。
Examples of device specifications include flow rate, dust concentration at the inlet of the denitration device 20, NOx concentration at the inlet of the denitration device 20, SOx concentration at the inlet of the denitration device 20, and O2 (oxygen) concentration at the inlet of the denitration device 20.
The flow rate is a value determined for each device. The dust concentration at the inlet of the denitration device 20, the NOx concentration at the inlet of the denitration device 20, the SOx concentration at the inlet of the denitration device 20, and the O2 concentration at the inlet of the denitration device 20 are values measured by a sensor device 30 provided at the inlet of the denitration device 20. The dust concentration at the inlet of the denitration device 20, the NOx concentration at the inlet of the denitration device 20, the SOx concentration at the inlet of the denitration device 20, and the O2 concentration at the inlet of the denitration device 20 may be calculated from the fuel properties. The fuel properties here are data indicating the amount of each component in the ash that flows into the catalyst, and are data obtained by analyzing fuel for each plant and held.

また、図4に示すように、プラントデータには、燃料性状、運転データが含まれる。
燃料性状の例としては、SiO2、Al2O3などのフライアッシュ中成分の触媒への流入量が挙げられる。
また、運転データの例としては、プラントの運転時間が挙げられる。
As shown in FIG. 4, the plant data includes fuel properties and operation data.
An example of the fuel property is the amount of fly ash components such as SiO2 and Al2O3 that flow into the catalyst.
Moreover, an example of the operation data is the operation time of the plant.

また、図4に示すように、被毒後の触媒データには、被毒後の触媒物性、被毒後の触媒組成が含まれる。
被毒後の触媒物性の例としては、被毒後の触媒の比表面積、被毒後の触媒の細孔容積などが挙げられる。
また、被毒後の触媒組成の例としては、被毒後の触媒におけるTiO2の割合をWO3の割合で正規化した値(TiO2/WO3)、被毒後の触媒におけるSiO2の割合をWO3の割合で正規化した値(SiO2/WO3)などが挙げられる。
なお、被毒後の触媒データは、脱硝装置20の内部における触媒のデータであり、プラントの運転中に取得することは困難なデータである。そのため、被毒後の触媒データは、プラント1の保守点検時などに取得されることになる。
As shown in FIG. 4, the catalyst data after poisoning includes the catalyst properties after poisoning and the catalyst composition after poisoning.
Examples of the catalyst properties after poisoning include the specific surface area of the catalyst after poisoning and the pore volume of the catalyst after poisoning.
Examples of the catalyst composition after poisoning include the value obtained by normalizing the proportion of TiO2 in the catalyst after poisoning with the proportion of WO3 (TiO2/WO3), and the value obtained by normalizing the proportion of SiO2 in the catalyst after poisoning with the proportion of WO3 (SiO2/WO3).
The catalyst data after poisoning is data on the catalyst inside the denitration device 20, and is difficult to obtain while the plant is in operation. Therefore, the catalyst data after poisoning is obtained during maintenance and inspection of the plant 1, etc.

また、具体的には、記憶部401は、過去のプラントの運転について、求められた触媒の劣化度(すなわち、比(K/K0))を記憶する。 More specifically, the memory unit 401 stores the catalyst deterioration degree (i.e., the ratio (K/K0)) determined for past plant operation.

また、例えば、記憶部401は、モデルを用いてプラント1における触媒の劣化度を予測するときに用いるデータを記憶する。
具体的には、記憶部401は、過去の実績データD1を用いて生成された第1モデル(第2予測モデルの一例)、過去の実績データD1を用いて生成された第2モデル(第1予測モデルの一例)、プラント1の触媒性能、プラント1の触媒仕様、プラント1の装置仕様、プラント1の燃料性状を記憶する。第1モデルは、プラント1における被毒後の触媒データを予測するモデルである。第2モデルは、第1モデルが予測した被毒後の触媒データから触媒の劣化度を予測するモデルである。第1モデルと第2モデルのそれぞれは、さまざまなプラントにおける過去の実績データを用いて学習した学習済みモデルである。
プラント1の触媒性能の例としては、プラント1の反応速度定数の初期値K0が挙げられる。
また、プラント1の触媒仕様の例としては、プラント1における触媒の初期の比表面積、プラント1における触媒の初期の細孔容積などが挙げられる。
また、プラント1の装置仕様の例としては、プラント1における流速などが挙げられる。
また、プラント1の燃料性状の例としては、プラント1における灰中成分の触媒への流入量(例えば、TiO2、SiO2などの触媒への流入量)が挙げられる。
なお、第1モデルの生成、第2モデルの生成については、後述する。
Furthermore, for example, the storage unit 401 stores data used when predicting the degree of deterioration of the catalyst in the plant 1 using a model.
Specifically, the storage unit 401 stores a first model (an example of a second prediction model) generated using past performance data D1, a second model (an example of a first prediction model) generated using past performance data D1, catalyst performance of the plant 1, catalyst specifications of the plant 1, equipment specifications of the plant 1, and fuel properties of the plant 1. The first model is a model that predicts catalyst data after poisoning in the plant 1. The second model is a model that predicts the degree of catalyst deterioration from the catalyst data after poisoning predicted by the first model. Each of the first model and the second model is a trained model that has been trained using past performance data in various plants.
An example of the catalytic performance of plant 1 is the initial value K0 of the reaction rate constant of plant 1.
Examples of the catalyst specifications for plant 1 include the initial specific surface area of the catalyst in plant 1, the initial pore volume of the catalyst in plant 1, and the like.
Furthermore, an example of the equipment specifications of the plant 1 is the flow rate in the plant 1.
Further, an example of the fuel properties of the plant 1 is the amount of components in the ash in the plant 1 that flow into the catalyst (for example, the amount of TiO2, SiO2, etc. that flow into the catalyst).
The generation of the first model and the generation of the second model will be described later.

計画値取得部402は、プラント1の計画値を取得する。
例えば、計画値取得部402は、プラント1の触媒性能、プラント1の触媒仕様、プラント1の装置仕様を記憶部401から読み出す。
具体的には、計画値取得部402は、プラント1の反応速度定数の初期値K0、触媒の初期の比表面積、触媒の初期の細孔容積、触媒の初期の組成、流速などを、記憶部401から読み出す。
The planned value acquisition unit 402 acquires the planned value of the plant 1 .
For example, the planned value acquisition unit 402 reads out the catalyst performance of the plant 1 , the catalyst specifications of the plant 1 , and the equipment specifications of the plant 1 from the storage unit 401 .
Specifically, the planned value acquisition unit 402 reads out from the memory unit 401 the initial value K0 of the reaction rate constant of plant 1, the initial specific surface area of the catalyst, the initial pore volume of the catalyst, the initial composition of the catalyst, the flow rate, etc.

また、例えば、計画値取得部402は、センサ装置30が検出したダスト濃度、脱硝装置20の入口におけるNOx(ノックス)濃度、脱硝装置20の入口におけるSOx(ソックス)濃度、脱硝装置20の入口におけるO2(酸素)濃度それぞれの検出値を、センサ装置30から取得する。
なお、計画値取得部402が取得した検出値を記憶部401に記憶し、別のプラントにおける触媒の劣化度を求めるときに、その記憶した検出値を実績データとして使用するものであってもよい。
In addition, for example, the planned value acquisition unit 402 acquires from the sensor device 30 the detection values of the dust concentration detected by the sensor device 30, the NOx concentration at the inlet of the denitration device 20, the SOx concentration at the inlet of the denitration device 20, and the O2 (oxygen) concentration at the inlet of the denitration device 20.
In addition, the detection values acquired by the planned value acquisition unit 402 may be stored in the memory unit 401, and when determining the degree of deterioration of a catalyst in another plant, the stored detection values may be used as performance data.

プラントデータ取得部403は、データサーバ装置50からプラント1のプラントデータを取得し、取得したプラントデータを記憶部401に記録する。 The plant data acquisition unit 403 acquires plant data for plant 1 from the data server device 50 and records the acquired plant data in the memory unit 401.

(第1モデルの生成)
第1モデル生成部404は、第1モデルを生成する。第1モデルの例としては、ニューラルネットワーク、ランダムフォレスト、サポートベクターマシンなどの機械学習モデルが挙げられる。なお、以下の説明では、ニューラルネットワークを例に第1モデルの生成について説明する。
(Generation of the first model)
The first model generation unit 404 generates a first model. Examples of the first model include machine learning models such as a neural network, a random forest, and a support vector machine. In the following description, the generation of the first model will be described using a neural network as an example.

第1モデル生成部404は、モデル化されたニューラルネットワークを、さまざまなプラントにおける過去の実績データ(計画値、プラントデータ、被毒後の触媒データ)を学習データとして機械学習することにより学習済みの第1モデルを生成する。
ニューラルネットワークは、例えば、入力層と、中間層と、出力層とを有する折り畳みニューラルネットワークである。また、ここでの学習データは、計画値、プラントデータ、被毒後の触媒データのそれぞれが一対一で対応付けられたデータである。
The first model generation unit 404 generates a trained first model by machine learning the modeled neural network using past performance data (planned values, plant data, and catalyst data after poisoning) from various plants as training data.
The neural network is, for example, a folded neural network having an input layer, a middle layer, and an output layer. The learning data here is data in which the planned value, the plant data, and the catalyst data after poisoning are each associated with each other in a one-to-one manner.

具体的には、第1モデル生成部404は、複数の学習データ(計画値、プラントデータ、被毒後の触媒データ)を、訓練データと、評価データと、テストデータとに分ける。第1モデル生成部404は、図5に示すように、訓練データの計画値及びプラントデータをニューラルネットワークに入力する。ニューラルネットワーク(図5における学習前の第1モデル)は、被毒後の触媒データを出力する。第1モデル生成部404は、訓練データの計画値及びプラントデータがニューラルネットワークに入力され、被毒後の触媒データがニューラルネットワークから出力される度に、その出力に応じてバックプロパゲーションを行うことにより、ノード間のデータの結合の重み付けを変更する(すなわち、ニューラルネットワークのモデルを変更する)。次に、第1モデル生成部404は、訓練データの計画値及びプラントデータによって変更されたモデルのニューラルネットワークに、評価データの計画値及びプラントデータを入力する。ニューラルネットワークは、入力された計画値及びプラントデータに応じた被毒後の触媒データを出力する。第1モデル生成部404は、必要に応じてニューラルネットワークの出力に基づいてノード間のデータの結合の重み付けを変更する。このように第1モデル生成部404によって生成されたニューラルネットワークが、学習済みの第1モデルである。次に、第1モデル生成部404は、最終確認として、学習済みの第1モデルのニューラルネットワークに、テストデータの計画値及びプラントデータを入力する。学習済みの第1モデルのニューラルネットワークは、入力されたテストデータの計画値及びプラントデータに応じた被毒後の触媒データを出力する。すべてのテストデータに対して、学習済みの第1モデルのニューラルネットワークが出力する被毒後の触媒データが、入力されたテストデータの計画値及びプラントデータに関連付けられている被毒後の触媒データに対して所定の誤差の範囲内にある場合、学習済みの第1モデルのニューラルネットワークが所望のモデルであると判定する。また、テストデータのうちの1つでも、学習済みの第1モデルのニューラルネットワークが出力する被毒後の触媒データが、入力されたテストデータの計画値及びプラントデータに関連付けられている被毒後の触媒データに対して所定の誤差の範囲内にない場合、新たな学習データを用いて学習済みの第1モデルを生成する。
上記の第1モデル生成部404による学習済みモデルの生成は、所望の学習済みの第1モデルが得られるまで繰り返される。
第1モデル生成部404は、生成した学習済みの第1モデルを記憶部401に書き込む。
Specifically, the first model generation unit 404 divides a plurality of learning data (planned values, plant data, and post-poisoning catalyst data) into training data, evaluation data, and test data. As shown in FIG. 5, the first model generation unit 404 inputs the planned values and plant data of the training data into the neural network. The neural network (the first model before learning in FIG. 5) outputs the post-poisoning catalyst data. The first model generation unit 404 changes the weighting of the data coupling between nodes by performing backpropagation according to the output every time the planned values and plant data of the training data are input into the neural network and the post-poisoning catalyst data is output from the neural network (i.e., changes the model of the neural network). Next, the first model generation unit 404 inputs the planned values and plant data of the evaluation data into the neural network of the model changed by the planned values and plant data of the training data. The neural network outputs the post-poisoning catalyst data according to the input planned values and plant data. The first model generation unit 404 changes the weighting of the data coupling between nodes based on the output of the neural network as necessary. The neural network generated by the first model generating unit 404 in this manner is the trained first model. Next, the first model generating unit 404 inputs the planned value of the test data and the plant data to the trained neural network of the first model as a final check. The trained neural network of the first model outputs post-poisoning catalyst data corresponding to the planned value of the input test data and the plant data. When the post-poisoning catalyst data output by the trained neural network of the first model for all test data is within a predetermined error range with respect to the planned value of the input test data and the post-poisoning catalyst data associated with the plant data, the trained neural network of the first model is determined to be a desired model. In addition, when the post-poisoning catalyst data output by the trained neural network of the first model for even one of the test data is not within a predetermined error range with respect to the planned value of the input test data and the post-poisoning catalyst data associated with the plant data, the trained first model is generated using new training data.
The generation of a trained model by the first model generation unit 404 described above is repeated until a desired trained first model is obtained.
The first model generation unit 404 writes the generated trained first model into the storage unit 401 .

(第2モデルの生成)
第2モデル生成部405は、第2モデルを生成する。
例えば、第2モデル生成部405は、モデル化されたニューラルネットワークを、さまざまなプラントにおける過去の実績データ(計画値、プラントデータ、被毒後の触媒データ、触媒劣化データ)を学習データとして機械学習することにより学習済みの第2モデルを生成する。
ニューラルネットワークは、例えば、入力層と、中間層と、出力層とを有する折り畳みニューラルネットワークである。また、ここでの学習データは、計画値、プラントデータ、被毒後の触媒データ、触媒劣化データのそれぞれが一対一で対応付けられたデータである。
(Generation of the second model)
The second model generation unit 405 generates a second model.
For example, the second model generation unit 405 generates a trained second model by machine learning the modeled neural network using past performance data (planned values, plant data, catalyst data after poisoning, and catalyst deterioration data) from various plants as training data.
The neural network is, for example, a folded neural network having an input layer, a middle layer, and an output layer. The learning data here is data in which the planned value, the plant data, the catalyst data after poisoning, and the catalyst deterioration data are each associated with each other in a one-to-one manner.

具体的には、第2モデル生成部405は、複数の学習データ(計画値、プラントデータ、被毒後の触媒データ、触媒劣化データ)を、訓練データと、評価データと、テストデータとに分ける。第2モデル生成部405は、図5に示すように、訓練データの計画値、プラントデータ、及び、被毒後の触媒データをニューラルネットワークに入力する。ニューラルネットワークは、触媒劣化データを出力する。そして、第1モデル生成部404が第1モデルを生成する場合と同様に、第2モデル生成部405は、すべてのテストデータに対して、学習済みの第2モデルのニューラルネットワークが出力する触媒劣化データが、入力された計画値、プラントデータ、及び、被毒後の触媒データに関連付けられている触媒劣化データに対して所定の誤差の範囲内にある場合、学習済みの第2モデルのニューラルネットワークが所望のモデルであると判定する。また、テストデータのうちの1つでも、学習済みの第2モデルのニューラルネットワークが出力する触媒劣化データが、入力されたテストデータの計画値、プラントデータ、及び、被毒後の触媒データに関連付けられている触媒劣化データに対して所定の誤差の範囲内にない場合、新たな学習データを用いて学習済みの第2モデルを生成する。
上記の第2モデル生成部405による学習済みモデルの生成は、所望の学習済みの第2モデルが得られるまで繰り返される。
第2モデル生成部405は、生成した学習済みの第2モデルを記憶部401に書き込む。
Specifically, the second model generation unit 405 divides a plurality of learning data (planned values, plant data, catalyst data after poisoning, and catalyst deterioration data) into training data, evaluation data, and test data. As shown in FIG. 5, the second model generation unit 405 inputs the planned values, plant data, and catalyst data after poisoning of the training data to a neural network. The neural network outputs catalyst deterioration data. Then, similarly to the case where the first model generation unit 404 generates the first model, the second model generation unit 405 determines that the trained neural network of the second model is a desired model when the catalyst deterioration data output by the trained neural network of the second model for all test data is within a predetermined error range with respect to the catalyst deterioration data associated with the input planned values, plant data, and catalyst data after poisoning. In addition, if the catalyst deterioration data output by the neural network of the trained second model for any one of the test data is not within a specified error range with respect to the catalyst deterioration data associated with the planned value of the input test data, the plant data, and the catalyst deterioration data after poisoning, a trained second model is generated using new training data.
The generation of a trained model by the second model generation unit 405 described above is repeated until a desired trained second model is obtained.
The second model generation unit 405 writes the generated trained second model into the storage unit 401 .

被毒後データ取得部406は、計画値と、プラントデータと、学習済みの第1モデルとに基づいて、被毒後の触媒データを取得する。 The post-poisoning data acquisition unit 406 acquires post-poisoning catalyst data based on the planned values, the plant data, and the learned first model.

例えば、被毒後データ取得部406は、プラント1の触媒性能(例えば、プラント1の反応速度定数の初期値K0)、プラント1の触媒仕様(例えば、プラント1における触媒の初期の比表面積、プラント1における触媒の初期の細孔容積など)、プラント1の装置仕様(例えば、プラント1における流速など)、プラント1の燃料性状(例えば、プラント1における灰中成分の触媒への流入量)、学習済みの第1モデルを記憶部401から読み出す。
また、被毒後データ取得部406は、プラント1の運転中に、脱硝装置20の入口におけるダスト濃度、脱硝装置20の入口におけるNOx濃度、脱硝装置20の入口におけるSOx濃度、脱硝装置20の入口におけるO2濃度のそれぞれを示す情報を、センサ装置30から取得する。
被毒後データ取得部406は、図6に示すように、記憶部401から読み出したプラント1の触媒性能、プラント1の触媒仕様、プラント1の装置仕様、プラント1の燃料性状、センサ装置30から取得した脱硝装置20の入口におけるダスト濃度、脱硝装置20の入口におけるNOx濃度、脱硝装置20の入口におけるSOx濃度、脱硝装置20の入口におけるO2濃度のそれぞれを示す情報、及び、運転時間を示す情報を、学習済みの第1モデルに入力する。
そして、被毒後データ取得部406は、学習済みの第1モデルが出力する被毒後の触媒データ(例えば、被毒後の触媒物性、被毒後の触媒組成)を取得する。
被毒後データ取得部406が取得するこの被毒後の触媒データが、計画値及びプラントデータによって示される条件でプラントデータによって示される時間だけプラント1を運転した場合の予測によって得られた被毒後の触媒データである。
For example, the post-poisoning data acquisition unit 406 reads out from the memory unit 401 the catalyst performance of plant 1 (e.g., the initial value K0 of the reaction rate constant of plant 1), the catalyst specifications of plant 1 (e.g., the initial specific surface area of the catalyst in plant 1, the initial pore volume of the catalyst in plant 1, etc.), the equipment specifications of plant 1 (e.g., the flow rate in plant 1, etc.), the fuel properties of plant 1 (e.g., the amount of ash components flowing into the catalyst in plant 1), and the trained first model.
In addition, the post-poisoning data acquisition unit 406 acquires information indicating the dust concentration at the inlet of the denitration device 20, the NOx concentration at the inlet of the denitration device 20, the SOx concentration at the inlet of the denitration device 20, and the O2 concentration at the inlet of the denitration device 20 from the sensor device 30 during operation of the plant 1.
As shown in FIG. 6 , the post-poisoning data acquisition unit 406 inputs information indicating the catalyst performance of plant 1, the catalyst specifications of plant 1, the equipment specifications of plant 1, the fuel properties of plant 1, the dust concentration at the inlet of the denitration device 20 acquired from the sensor device 30, the NOx concentration at the inlet of the denitration device 20, the SOx concentration at the inlet of the denitration device 20, and the O2 concentration at the inlet of the denitration device 20, into the trained first model.
Then, the post-poisoning data acquisition unit 406 acquires post-poisoning catalyst data (for example, catalyst properties after poisoning, catalyst composition after poisoning) output by the trained first model.
This post-poisoning catalyst data acquired by the post-poisoning data acquisition unit 406 is post-poisoning catalyst data obtained by prediction when the plant 1 is operated for the time indicated by the plant data under the conditions indicated by the planned values and the plant data.

触媒劣化度取得部407は、計画値と、プラントデータと、被毒後の触媒データと、学習済みの第2モデルとに基づいて、触媒劣化データを取得する。 The catalyst deterioration level acquisition unit 407 acquires catalyst deterioration data based on the planned value, the plant data, the catalyst data after poisoning, and the learned second model.

例えば、触媒劣化度取得部407は、プラント1の触媒仕様(例えば、プラント1における触媒の初期の比表面積、プラント1における触媒の初期の細孔容積など)、プラント1の装置仕様(例えば、プラント1における流速など)、学習済みの第2モデルを記憶部401から読み出す。
また、触媒劣化度取得部407は、プラント1の運転中に、脱硝装置20の入口におけるダスト濃度、脱硝装置20の入口におけるNOx濃度、脱硝装置20の入口におけるSOx濃度、脱硝装置20の入口におけるO2濃度のそれぞれを示す情報を、センサ装置30から取得する。
また、触媒劣化度取得部407は、被毒後データ取得部406が予測した被毒後の触媒データを、被毒後データ取得部406から取得する。
触媒劣化度取得部407は、図6に示すように、記憶部401から読み出したプラント1の触媒仕様、プラント1の装置仕様、プラント1の燃料性状、センサ装置30から取得した脱硝装置20の入口におけるダスト濃度、脱硝装置20の入口におけるNOx濃度、脱硝装置20の入口におけるSOx濃度、脱硝装置20の入口におけるO2濃度のそれぞれを示す情報、被毒後データ取得部406が予測した被毒後の触媒データ、及び、運転時間を示す情報を、学習済みの第2モデルに入力する。
そして、触媒劣化度取得部407は、学習済みの第2モデルが出力する触媒劣化データを取得する。
触媒劣化度取得部407が取得するこの触媒劣化データが、計画値、プラントデータによって示される条件でプラントデータによって示される時間だけプラント1を運転した場合の予測によって得られた触媒劣化データである。
For example, the catalyst deterioration level acquisition unit 407 reads out the catalyst specifications of plant 1 (e.g., the initial specific surface area of the catalyst in plant 1, the initial pore volume of the catalyst in plant 1, etc.), the equipment specifications of plant 1 (e.g., the flow rate in plant 1, etc.), and the learned second model from the memory unit 401.
In addition, the catalyst deterioration level acquisition unit 407 acquires information indicating the dust concentration at the inlet of the denitration device 20, the NOx concentration at the inlet of the denitration device 20, the SOx concentration at the inlet of the denitration device 20, and the O2 concentration at the inlet of the denitration device 20 from the sensor device 30 during operation of the plant 1.
In addition, the catalyst deterioration level acquisition unit 407 acquires the post-poisoning catalyst data predicted by the post-poisoning data acquisition unit 406 from the post-poisoning data acquisition unit 406 .
As shown in FIG. 6 , the catalyst deterioration level acquisition unit 407 inputs information indicating the catalyst specifications of plant 1, the equipment specifications of plant 1, the fuel properties of plant 1, the dust concentration at the inlet of the denitration device 20 acquired from the sensor device 30, the NOx concentration at the inlet of the denitration device 20, the SOx concentration at the inlet of the denitration device 20, and the O2 concentration at the inlet of the denitration device 20, the catalyst data after poisoning predicted by the post-poisoning data acquisition unit 406, and information indicating the operating time, into the learned second model.
Then, the catalyst deterioration level acquisition unit 407 acquires the catalyst deterioration data output by the trained second model.
The catalyst deterioration data acquired by the catalyst deterioration level acquisition unit 407 is catalyst deterioration data obtained by prediction when the plant 1 is operated under the conditions indicated by the planned values and plant data for the period of time indicated by the plant data.

(モデルの学習処理)
以下、劣化予測装置40の動作について説明する。まず、劣化予測装置40が触媒の劣化を予測するために用いる機械学習モデルの学習処理について説明する。
劣化予測装置40の管理者等は、予め、予測対象のプラント1とは異なるプラントの保守点検の際に、当該プラントが備える脱硝装置20の触媒の触媒劣化データを取得しておく。触媒劣化データは、脱硝装置20の入力端におけるガスのNOx濃度と出力端におけるガスのNOx濃度を計測することによって求められる。また、劣化予測装置40の管理者等は、予め、予測対象のプラント1とは異なるプラントの保守点検の際に、破壊検査によって、触媒物性および触媒組成を含む被毒後の触媒データを取得しておく。被毒後の触媒データは、脱硝装置20の内部における触媒のデータであり、プラントの運転中に取得することは困難なデータである。
(Model learning process)
The following describes the operation of the deterioration prediction device 40. First, the learning process of the machine learning model used by the deterioration prediction device 40 to predict catalyst deterioration will be described.
The manager of the deterioration prediction device 40, etc., acquires catalyst deterioration data of the catalyst of the denitration device 20 equipped in a plant other than the plant 1 that is the target of prediction in advance during maintenance and inspection of the plant. The catalyst deterioration data is obtained by measuring the NOx concentration of the gas at the input end and the NOx concentration of the gas at the output end of the denitration device 20. In addition, the manager of the deterioration prediction device 40, etc., acquires post-poisoning catalyst data including catalyst properties and catalyst composition by destructive inspection in advance during maintenance and inspection of the plant other than the plant 1 that is the target of prediction. The post-poisoning catalyst data is data of the catalyst inside the denitration device 20, and is difficult to acquire while the plant is in operation.

第1モデル生成部404は、機械学習モデルである第1モデルに対し、さまざまなプラントにおける過去の実績データ(計画値、プラントデータ、被毒後の触媒データ)を学習データとして機械学習させる。計画値およびプラントデータは、データサーバ装置50から取得される。
具体的には、第1モデル生成部404は、実績データのうち、計画値およびプラントデータを入力サンプルとし、被毒後の触媒データを出力サンプルとする訓練データを生成する。第1モデル生成部404は、当該訓練データに基づいて、計画値およびプラントデータを入力することで、被毒後の触媒の状態の予測値を出力するように、第1モデルを学習させる。
第1モデル生成部404は、学習済みの第1モデルを記憶部401に書き込む。
The first model generation unit 404 performs machine learning on the first model, which is a machine learning model, using past performance data (planned values, plant data, and catalyst data after poisoning) from various plants as learning data. The planned values and plant data are acquired from the data server device 50.
Specifically, the first model generation unit 404 generates training data in which the planned value and plant data of the performance data are used as input samples, and the catalyst data after poisoning is used as an output sample. The first model generation unit 404 trains the first model based on the training data so as to output a predicted value of the catalyst state after poisoning by inputting the planned value and the plant data.
The first model generation unit 404 writes the trained first model into the storage unit 401 .

第2モデル生成部405は、機械学習モデルである第2モデルに対し、さまざまなプラントにおける過去の実績データ(計画値、プラントデータ、被毒後の触媒データ、触媒劣化データ)を学習データとして機械学習させる。
具体的には、第2モデル生成部405は、実績データのうち、計画値、プラントデータおよび被毒後の触媒データを入力サンプルとし、触媒劣化データを出力サンプルとする訓練データを生成する。第2モデル生成部405は、当該訓練データに基づいて、計画値、プラントデータおよび被毒後の触媒データを入力することで、触媒劣化データの予測値を出力するように、第2モデルを学習させる。
第2モデル生成部405は、学習済みの第2モデルを記憶部401に書き込む。
The second model generation unit 405 trains the second model, which is a machine learning model, by machine learning past performance data (planned values, plant data, catalyst data after poisoning, and catalyst deterioration data) from various plants as learning data.
Specifically, the second model generation unit 405 generates training data using the planned value, plant data, and post-poisoning catalyst data from among the performance data as input samples and the catalyst deterioration data as an output sample. The second model generation unit 405 trains the second model based on the training data so as to output a predicted value of the catalyst deterioration data by inputting the planned value, plant data, and post-poisoning catalyst data.
The second model generation unit 405 writes the trained second model into the storage unit 401 .

(触媒の劣化予測処理)
次に、図7及び図8に示す劣化予測装置40の処理フローを用いて劣化予測装置40が触媒の劣化を予測する処理について説明する。劣化予測装置40は、計画値とプラントデータとに基づいて被毒後の触媒データを予測し、予測された被毒後の触媒データを用いて触媒劣化データを予測する。
(Catalyst Deterioration Prediction Processing)
Next, a process of predicting catalyst deterioration by the deterioration prediction device 40 will be described using the process flow of the deterioration prediction device 40 shown in Figures 7 and 8. The deterioration prediction device 40 predicts catalyst data after poisoning based on the planned value and plant data, and predicts catalyst deterioration data using the predicted catalyst data after poisoning.

(被毒後の触媒データを予測する処理)
まず、劣化予測装置40が、計画値と、プラントデータと、学習済みの第1モデルとに基づいて、被毒後の触媒データを予測する処理について、図7を参照して説明する。
(Processing to predict catalyst data after poisoning)
First, a process in which the deterioration prediction device 40 predicts catalyst data after poisoning based on the planned value, the plant data, and the learned first model will be described with reference to FIG.

被毒後データ取得部406は、プラント1の触媒性能(例えば、プラント1の反応速度定数の初期値K0)、プラント1の触媒仕様(例えば、プラント1における触媒の初期の比表面積、プラント1における触媒の初期の細孔容積など)、プラント1の装置仕様(例えば、プラント1における流速など)、プラント1の燃料性状(例えば、プラント1における灰中成分の触媒への流入量)、学習済みの第1モデルを記憶部401から読み出す(ステップS1)。 The post-poisoning data acquisition unit 406 reads out the catalyst performance of plant 1 (e.g., the initial value K0 of the reaction rate constant of plant 1), the catalyst specifications of plant 1 (e.g., the initial specific surface area of the catalyst in plant 1, the initial pore volume of the catalyst in plant 1, etc.), the equipment specifications of plant 1 (e.g., the flow rate in plant 1, etc.), the fuel properties of plant 1 (e.g., the amount of ash components flowing into the catalyst in plant 1), and the trained first model from the memory unit 401 (step S1).

被毒後データ取得部406は、プラント1の運転中に、脱硝装置20の入口におけるダスト濃度、脱硝装置20の入口におけるNOx濃度、脱硝装置20の入口におけるSOx濃度、脱硝装置20の入口におけるO2濃度のそれぞれを示す情報を、センサ装置30から取得する(ステップS2)。 During operation of the plant 1, the post-poisoning data acquisition unit 406 acquires information indicating the dust concentration at the inlet of the denitration device 20, the NOx concentration at the inlet of the denitration device 20, the SOx concentration at the inlet of the denitration device 20, and the O2 concentration at the inlet of the denitration device 20 from the sensor device 30 (step S2).

被毒後データ取得部406は、記憶部401から読み出したプラント1の触媒性能、プラント1の触媒仕様、プラント1の装置仕様、プラント1の燃料性状、センサ装置30から取得した脱硝装置20の入口におけるダスト濃度、脱硝装置20の入口におけるNOx濃度、脱硝装置20の入口におけるSOx濃度、脱硝装置20の入口におけるO2濃度のそれぞれを示す情報、及び、運転時間を示す情報を、学習済みの第1モデルに入力する(ステップS3)。 The post-poisoning data acquisition unit 406 inputs the information indicating the catalyst performance of plant 1, the catalyst specifications of plant 1, the equipment specifications of plant 1, the fuel properties of plant 1, the dust concentration at the inlet of the denitration device 20, the NOx concentration at the inlet of the denitration device 20, the SOx concentration at the inlet of the denitration device 20, and the O2 concentration at the inlet of the denitration device 20, which are read from the memory unit 401, and information indicating the operating time, into the trained first model (step S3).

被毒後データ取得部406は、学習済みの第1モデルが出力する被毒後の触媒データ(例えば、被毒後の触媒物性、被毒後の触媒組成)を取得する(ステップS4)。 The post-poisoning data acquisition unit 406 acquires the post-poisoning catalyst data (e.g., the catalyst properties after poisoning, the catalyst composition after poisoning) output by the trained first model (step S4).

(触媒劣化データを予測する処理)
次に、劣化予測装置40が、計画値と、プラントデータと、被毒後の触媒データと、学習済みの第2モデルとに基づいて、触媒劣化データを予測する処理について、図8を参照して説明する。
(Processing to predict catalyst deterioration data)
Next, a process in which the deterioration prediction device 40 predicts catalyst deterioration data based on the planned value, the plant data, the post-poisoning catalyst data, and the learned second model will be described with reference to FIG.

触媒劣化度取得部407は、プラント1の触媒仕様(例えば、プラント1における触媒の初期の比表面積、プラント1における触媒の初期の細孔容積など)、プラント1の装置仕様(例えば、プラント1における流速など)、学習済みの第2モデルを記憶部401から読み出す(ステップS11)。 The catalyst deterioration level acquisition unit 407 reads out the catalyst specifications of plant 1 (e.g., the initial specific surface area of the catalyst in plant 1, the initial pore volume of the catalyst in plant 1, etc.), the equipment specifications of plant 1 (e.g., the flow rate in plant 1, etc.), and the trained second model from the memory unit 401 (step S11).

触媒劣化度取得部407は、プラント1の運転中に、脱硝装置20の入口におけるダスト濃度、脱硝装置20の入口におけるNOx濃度、脱硝装置20の入口におけるSOx濃度、脱硝装置20の入口におけるO2濃度のそれぞれを示す情報を、センサ装置30から取得する(ステップS12)。 During operation of the plant 1, the catalyst deterioration level acquisition unit 407 acquires information indicating the dust concentration at the inlet of the denitration device 20, the NOx concentration at the inlet of the denitration device 20, the SOx concentration at the inlet of the denitration device 20, and the O2 concentration at the inlet of the denitration device 20 from the sensor device 30 (step S12).

触媒劣化度取得部407は、被毒後データ取得部406が予測した被毒後の触媒データを、被毒後データ取得部406から取得する(ステップS13)。 The catalyst deterioration level acquisition unit 407 acquires the post-poisoning catalyst data predicted by the post-poisoning data acquisition unit 406 from the post-poisoning data acquisition unit 406 (step S13).

触媒劣化度取得部407は、図6に示すように、記憶部401から読み出したプラント1の触媒仕様、プラント1の装置仕様、プラント1の燃料性状、センサ装置30から取得した脱硝装置20の入口におけるダスト濃度、脱硝装置20の入口におけるNOx濃度、脱硝装置20の入口におけるSOx濃度、脱硝装置20の入口におけるO2濃度のそれぞれを示す情報、被毒後データ取得部406が予測した被毒後の触媒データ、及び、運転時間を示す情報を、学習済みの第2モデルに入力する(ステップS14)。 As shown in FIG. 6, the catalyst deterioration level acquisition unit 407 inputs the following information into the trained second model: the catalyst specifications of plant 1, the equipment specifications of plant 1, the fuel properties of plant 1, the dust concentration at the inlet of the denitration device 20 acquired from the sensor device 30, the NOx concentration at the inlet of the denitration device 20, the SOx concentration at the inlet of the denitration device 20, and the O2 concentration at the inlet of the denitration device 20 (step S14).

触媒劣化度取得部407は、学習済みの第2モデルが出力する触媒劣化データを取得する(ステップS15)。 The catalyst deterioration level acquisition unit 407 acquires the catalyst deterioration data output by the trained second model (step S15).

(実施例)
あるプラントについて、上述の本開示の第1実施形態による劣化予測装置40による触媒の劣化度の予測を行い、そのプラントにおける触媒の劣化度の実測と比較した。
製造年と運転時間の異なる11のプラントについての127のデータを用意し、そのうちの7割を学習データとし、3割を精度検証用のデータとした。
図9は、触媒の劣化度の予測と触媒の劣化度の実測との比較結果である。
図9において、横軸は、運転時間である。また、縦軸は、触媒の劣化度である。なお、触媒の劣化度は、各運転時間における反応速度定数Kを初期の反応速度定数K0で除算して求めた値である。
触媒の劣化度の予測の精度は、RMSE(Root Mean Squared Error;二乗平均平方根誤差)0.05という結果が得られた。
(Example)
For a certain plant, a prediction of the degree of catalyst deterioration was performed by the deterioration prediction device 40 according to the first embodiment of the present disclosure described above, and the prediction was compared with an actual measurement of the degree of catalyst deterioration in the plant.
We prepared 127 sets of data for 11 plants with different manufacturing years and operating hours, of which 70% was used as learning data and the remaining 30% was used as accuracy verification data.
FIG. 9 shows the results of a comparison between the predicted degree of catalyst deterioration and the actual measurement of the degree of catalyst deterioration.
9, the horizontal axis represents operation time, and the vertical axis represents the degree of catalyst deterioration, which is calculated by dividing the reaction rate constant K at each operation time by the initial reaction rate constant K0.
The accuracy of the prediction of the degree of catalyst deterioration was found to be 0.05, with the root mean squared error (RMSE).

以上、本開示の第1実施形態によるプラント1について説明した。
劣化予測装置(40)は、モデル生成部(404、405)、劣化度予測部(407)を備える。
モデル生成部は、第1プラントの過去の運転における触媒に係る第1データと、前記過去の運転の状態に係る第2データとを含む学習データに基づいて、前記第1プラントと異なる第2プラント(1)における触媒の劣化度を予測する第1予測モデルを生成する。
劣化度予測部(407)は、前記モデル生成部(404、405)が生成した前記第1予測モデルに基づいて、前記第2プラント(1)における前記劣化度を予測する。
The plant 1 according to the first embodiment of the present disclosure has been described above.
The deterioration prediction device (40) includes model generation units (404, 405) and a deterioration degree prediction unit (407).
The model generation unit generates a first prediction model that predicts the degree of deterioration of a catalyst in a second plant (1) different from the first plant based on learning data including first data related to a catalyst in past operation of the first plant and second data related to the state of the past operation.
A deterioration degree prediction unit (407) predicts the deterioration degree in the second plant (1) based on the first prediction model generated by the model generation unit (404, 405).

この劣化予測装置(40)により、第2プラント(1)についてのデータを第1予測モデルに入力するだけで、第2プラント(1)における触媒の劣化度を予測することができる。その結果、第2プラント(1)のユーザは、触媒についての複雑な解析を実行することなく、触媒の劣化度を知ることができる。 This deterioration prediction device (40) can predict the degree of deterioration of the catalyst in the second plant (1) simply by inputting data about the second plant (1) into the first prediction model. As a result, the user of the second plant (1) can know the degree of deterioration of the catalyst without performing complex analysis of the catalyst.

<第2実施形態>
本開示の第2実施形態に係る劣化予測システムは、予測対象のプラント1の運転データに基づいて、当該プラント1が備える脱硝装置20の劣化状態を予測し、予測した劣化状態から後述する空気予熱器60の入出力間の差圧を予測する。劣化予測システムは、データサーバ装置50および差圧予測装置70を備える。
Second Embodiment
The deterioration prediction system according to the second embodiment of the present disclosure predicts a deterioration state of a denitration device 20 included in a plant 1 to be predicted based on operation data of the plant 1, and predicts a differential pressure between an input and an output of an air preheater 60 (described later) from the predicted deterioration state. The deterioration prediction system includes a data server device 50 and a differential pressure prediction device 70.

(差圧予測装置の構成)
差圧予測装置70は、予測した触媒の性能の劣化度に基づいて空気予熱器60の差圧を予測する装置である。
差圧予測装置70は、図10に示すように、劣化予測装置40に加えて、スケールアップファクタ推定部701、リーク推定部702、閉塞度推定部703、差圧推定部704を備える。
(Configuration of differential pressure prediction device)
The differential pressure prediction device 70 is a device that predicts the differential pressure of the air preheater 60 based on the predicted degree of deterioration of the catalyst performance.
As shown in FIG. 10 , the differential pressure prediction device 70 includes a scale-up factor estimation unit 701 , a leak estimation unit 702 , a blockage degree estimation unit 703 , and a differential pressure estimation unit 704 in addition to the components of the deterioration prediction device 40 .

スケールアップファクタ推定部701は、実験室において求めた触媒の性能特性と、実際のプラント1における触媒の性能特性との差を補正する補正係数を求める。この補正係数がスケールアップファクタである。
例えば、さまざまなガス温度、ガス濃度、酸素濃度の組み合わせに対して実験室において触媒の性能特性を取得している。そして、取得した触媒の性能特性をガス温度、ガス濃度、酸素濃度を含む式によって表す。ただし、実際のプラント1では、実験室において取得した触媒の性能特性に対して触媒の性能が低下する。スケールアップファクタ推定部701は、実験室において取得した触媒の性能特性を示す式を実際のプラント1に適用できるようにするためにその式を補正するスケールアップファクタを決定する。なお、スケールアップファクタは、実験室において取得した触媒の性能特性と実際のプラント1における触媒の性能特性とから得られる経験則によって求められる。
The scale-up factor estimation unit 701 obtains a correction coefficient for correcting the difference between the performance characteristics of the catalyst obtained in the laboratory and the performance characteristics of the catalyst in the actual plant 1. This correction coefficient is the scale-up factor.
For example, performance characteristics of a catalyst are obtained in a laboratory for various combinations of gas temperature, gas concentration, and oxygen concentration. The obtained performance characteristics of the catalyst are then expressed by an equation including the gas temperature, gas concentration, and oxygen concentration. However, in the actual plant 1, the performance of the catalyst is reduced compared to the performance characteristics of the catalyst obtained in the laboratory. The scale-up factor estimation unit 701 determines a scale-up factor for correcting the equation showing the performance characteristics of the catalyst obtained in the laboratory so that the equation can be applied to the actual plant 1. The scale-up factor is determined by an empirical rule obtained from the performance characteristics of the catalyst obtained in the laboratory and the performance characteristics of the catalyst in the actual plant 1.

リーク推定部702は、実験室において取得した触媒の性能特性を示す式にスケールアップファクタを適用した経験式、脱硝装置20の入口におけるNOx濃度、脱硝装置20の出口におけるNOx濃度、触媒劣化データに基づいて、リークアンモニアの量を推定する。これは、経験式から触媒の性能特性を求め、その性能特性と脱硝装置20の入出力におけるNOx濃度から未反応のアンモニアの量を推定するものである。 The leak estimation unit 702 estimates the amount of leaked ammonia based on an empirical formula in which a scale-up factor is applied to an equation showing the performance characteristics of the catalyst obtained in a laboratory, the NOx concentration at the inlet of the denitration device 20, the NOx concentration at the outlet of the denitration device 20, and catalyst deterioration data. This involves determining the performance characteristics of the catalyst from the empirical formula, and estimating the amount of unreacted ammonia from the performance characteristics and the NOx concentrations at the input and output of the denitration device 20.

閉塞度推定部703は、実際のプラント1における空気予熱器60の差圧が上昇しているときの差圧データと、プラント1の運転データとに基づいて求められた経験式を用いて、空気予熱器60における閉塞度を推定する。
例えば、実際のプラント1における空気予熱器60の差圧が上昇しているときに空気予熱器60のエレメントにおける入出力間の差圧をモニタし、差圧を計算する。その差圧から閉速度を計算し、そのときのプラント1の運転データを用いて経験式を求める。
これは、運転データからリークアンモニア濃度がどのくらいかを推定でき、このリークアンモニアは空気予熱器60に酸性硫安(NH4HSO4)として析出されるものとすれば、酸性硫安の量と空気予熱器60の閉塞度とに相関関係があるため、空気予熱器60のエレメントにおける閉塞度が推定できるという考えに基づくものである。
The degree of blockage estimation unit 703 estimates the degree of blockage in the air preheater 60 using an empirical formula calculated based on differential pressure data when the differential pressure in the air preheater 60 in the actual plant 1 is increasing and operating data of the plant 1.
For example, when the pressure difference of the air preheater 60 in the actual plant 1 is increasing, the pressure difference between the input and output of the element of the air preheater 60 is monitored and the pressure difference is calculated. The closing speed is calculated from the pressure difference, and an empirical formula is obtained using the operating data of the plant 1 at that time.
This is based on the idea that the leaked ammonia concentration can be estimated from operational data, and if this leaked ammonia is assumed to be precipitated in the air preheater 60 as acid ammonium sulfate (NH4HSO4), then the degree of blockage in the elements of the air preheater 60 can be estimated since there is a correlation between the amount of acid ammonium sulfate and the degree of blockage in the air preheater 60.

差圧推定部704は、リーク推定部702が推定したリークアンモニアの量と、閉塞度推定部703が推定した空気予熱器60のエレメントにおける閉塞度とに基づいて、空気予熱器60の入出力間の差圧を推定する。 The differential pressure estimation unit 704 estimates the differential pressure between the input and output of the air preheater 60 based on the amount of leaked ammonia estimated by the leak estimation unit 702 and the degree of blockage in the element of the air preheater 60 estimated by the blockage degree estimation unit 703.

(プラントの構成)
第2実施形態によるプラント1の構成について説明する。
第2実施形態によるプラント1は、図11に示すように、ボイラ10、脱硝装置20、センサ装置30、空気予熱器60を備える。
空気予熱器60は、燃焼用空気を事前に温めて、ボイラの燃焼効率を向上させるための機器である。脱硝装置20においてリークアンモニアが生じると、そのリークアンモニアが空気予熱器60における燃焼ガス中の三酸化硫黄(SO3)と反応し、酸性硫安が生成される。酸性硫安の析出が閉塞の要因になる。なお、この酸性硫安を除去するためには、プラント1を停止し、空気予熱器60を水で洗浄する必要がある。
(Plant configuration)
The configuration of a plant 1 according to the second embodiment will be described.
As shown in FIG. 11 , the plant 1 according to the second embodiment includes a boiler 10, a denitration device 20, a sensor device 30, and an air preheater 60.
The air preheater 60 is a device for preheating the air for combustion to improve the combustion efficiency of the boiler. If ammonia leaks from the denitrification device 20, the leaked ammonia reacts with sulfur trioxide (SO3) in the combustion gas in the air preheater 60 to produce acid ammonium sulfate. The precipitation of acid ammonium sulfate is a cause of blockage. In order to remove this acid ammonium sulfate, it is necessary to stop the plant 1 and wash the air preheater 60 with water.

(空気予熱器60における差圧を予測する処理)
次に、差圧予測装置70が、空気予熱器60の入出力間の差圧を予測する処理について、図12、図13を参照して説明する。
劣化予測装置40は、ステップS11~ステップS15に示す処理を実行して、触媒劣化データを取得する。
(Process for predicting pressure difference in air preheater 60)
Next, a process in which the differential pressure prediction device 70 predicts the differential pressure between the input and output of the air preheater 60 will be described with reference to FIGS. 12 and 13. FIG.
The deterioration prediction device 40 executes the processes shown in steps S11 to S15 to obtain catalyst deterioration data.

スケールアップファクタ推定部701は、実験室において求めた触媒の性能特性と、実際のプラント1における触媒の性能特性との差を補正するスケールアップファクタを求める(ステップS21)。 The scale-up factor estimation unit 701 calculates a scale-up factor that corrects the difference between the performance characteristics of the catalyst determined in the laboratory and the performance characteristics of the catalyst in the actual plant 1 (step S21).

リーク推定部702は、実験室において取得した触媒の性能特性を示す式にスケールアップファクタを適用した経験式、脱硝装置20の入口におけるNOx濃度、脱硝装置20の出口におけるNOx濃度、触媒劣化データに基づいて、リークアンモニアの量を推定する(ステップS22)。 The leak estimation unit 702 estimates the amount of leaked ammonia based on an empirical formula in which a scale-up factor is applied to an equation showing the performance characteristics of the catalyst obtained in a laboratory, the NOx concentration at the inlet of the denitration device 20, the NOx concentration at the outlet of the denitration device 20, and catalyst deterioration data (step S22).

閉塞度推定部703は、実際のプラント1における空気予熱器60の差圧が上昇しているときの差圧データと、プラント1の運転データとに基づいて求められた経験式を用いて、空気予熱器60における閉塞度を推定する(ステップS23)。 The blockage degree estimation unit 703 estimates the degree of blockage in the air preheater 60 using an empirical formula calculated based on the differential pressure data when the differential pressure in the air preheater 60 in the actual plant 1 is increasing and the operating data of the plant 1 (step S23).

差圧推定部704は、リーク推定部702が推定したリークアンモニアの量と、閉塞度推定部703が推定した空気予熱器60のエレメントにおける閉塞度とに基づいて、空気予熱器60の入出力間の差圧を推定する(ステップS24)。
なお、差圧推定部704は、推定した差圧を触媒工事の関係者やプラント1の担当者に報知するものであってもよい。この報知に基づいて、触媒交換工事の計画やプラント1の運転支援が行われてもよい。
The differential pressure estimation unit 704 estimates the differential pressure between the input and output of the air preheater 60 based on the amount of leaked ammonia estimated by the leak estimation unit 702 and the degree of blockage in the element of the air preheater 60 estimated by the blockage degree estimation unit 703 (step S24).
The differential pressure estimation unit 704 may notify the estimated differential pressure to a person involved in catalyst installation work or a person in charge of the plant 1. Based on this notification, a catalyst replacement work plan or operation support for the plant 1 may be performed.

(実施例)
あるプラントについて、上述の本開示の第2実施形態による差圧予測装置70により空気予熱器60の入出力間の差圧を推定した。
図14は、そのプラントにおける差圧の予測と実測との比較結果である。
図14において、横軸は、運転時間である。また、縦軸は、空気予熱器60の入出力間の差圧である。なお、図14では、空気予熱器60はAH(Air Heater、エアヒータ)と示されている。そして、空気予熱器60は、1度水で洗浄されている。
図14からわかるように、差圧予測装置70により空気予熱器60の入出力間の差圧の予測は、実測値に近い結果が得られた。
(Example)
For a certain plant, the differential pressure between the input and output of the air preheater 60 was estimated by the differential pressure prediction device 70 according to the second embodiment of the present disclosure described above.
FIG. 14 shows the results of a comparison between the predicted and measured differential pressures in the plant.
In Fig. 14, the horizontal axis represents operation time, and the vertical axis represents the differential pressure between the input and output of the air preheater 60. In Fig. 14, the air preheater 60 is indicated as AH (Air Heater). The air preheater 60 has been washed once with water.
As can be seen from FIG. 14, the prediction of the differential pressure between the input and output of the air preheater 60 by the differential pressure prediction device 70 obtained results close to the actually measured values.

以上、本開示の第2実施形態によるプラント1について説明した。
差圧予測装置(70)は、劣化予測装置(40)、スケールアップファクタ推定部(701)、リーク推定部(702)、閉塞度推定部(703)、差圧推定部(704)を備える。
スケールアップファクタ推定部(701)は、実験室において求めた触媒の性能特性と、実際のプラント(1)における触媒の性能特性との差を補正するスケールアップファクタを求める。リーク推定部(702)は、実験室において取得した触媒の性能特性を示す式にスケールアップファクタを適用した経験式、脱硝装置(20)の入口におけるNOx濃度、脱硝装置(20)の出口におけるNOx濃度、触媒劣化データに基づいて、リークアンモニアの量を推定する。閉塞度推定部(703)は、実際のプラント(1)における空気予熱器(60)の差圧が上昇しているときの差圧データと、プラント(1)の運転データとに基づいて求められた経験式を用いて、空気予熱器60における閉塞度を推定する。差圧推定部(704)は、リーク推定部(702)が推定したリークアンモニアの量と、閉塞度推定部(703)が推定した空気予熱器(60)のエレメントにおける閉塞度とに基づいて、空気予熱器(60)の入出力間の差圧を推定する。
The plant 1 according to the second embodiment of the present disclosure has been described above.
The differential pressure prediction device (70) includes a deterioration prediction device (40), a scale-up factor estimation section (701), a leak estimation section (702), a degree of blockage estimation section (703), and a differential pressure estimation section (704).
The scale-up factor estimation unit (701) determines a scale-up factor for correcting the difference between the performance characteristics of the catalyst determined in a laboratory and the performance characteristics of the catalyst in the actual plant (1). The leak estimation unit (702) estimates the amount of leaked ammonia based on an empirical equation in which the scale-up factor is applied to an equation indicating the performance characteristics of the catalyst obtained in a laboratory, the NOx concentration at the inlet of the denitration device (20), the NOx concentration at the outlet of the denitration device (20), and catalyst deterioration data. The clogging degree estimation unit (703) estimates the clogging degree in the air preheater 60 using an empirical equation determined based on differential pressure data when the differential pressure in the air preheater (60) in the actual plant (1) is increasing and operation data of the plant (1). A differential pressure estimation unit (704) estimates a differential pressure between the input and output of the air preheater (60) based on the amount of leaked ammonia estimated by the leak estimation unit (702) and the degree of blockage in the element of the air preheater (60) estimated by the blockage degree estimation unit (703).

この差圧予測装置(70)により、脱硝装置(20)においてリークアンモニアが発生した場合に、空気予熱器(60)の入出力間の差圧を推定する。その結果、触媒交換工事の計画やプラント1の運転支援を適切なタイミングで行うことができる。 This differential pressure prediction device (70) estimates the differential pressure between the input and output of the air preheater (60) when leaking ammonia occurs in the denitrification device (20). As a result, it is possible to plan catalyst replacement work and provide operational support for the plant 1 at the appropriate time.

なお、本開示の実施形態における処理は、適切な処理が行われる範囲において、処理の順番が入れ替わってもよい。 The order of the processes in the embodiments of the present disclosure may be changed as long as appropriate processing is performed.

なお、本発明の各実施形態における記憶部401、その他の記憶装置等(レジスタ、ラッチを含む)は、適切な情報の送受信が行われる範囲においてどこに備えられていてもよい。また、記憶部401、その他の記憶装置等は、適切な情報の送受信が行われる範囲において複数存在しデータを分散して記憶していてもよい。 Note that the memory unit 401 and other storage devices (including registers and latches) in each embodiment of the present invention may be provided anywhere within the range in which appropriate information is transmitted and received. Furthermore, there may be multiple memory units 401 and other storage devices within the range in which appropriate information is transmitted and received, and data may be stored in a distributed manner.

なお、本開示の各実施形態では、第1モデル生成部404は、学習済みの第1モデルをソフトウェアとして生成し、記憶部401に記憶するものとして説明した。また、本開示の各実施形態では、第2モデル生成部405は、学習済みの第2モデルをソフトウェアとして生成し、記憶部401に記憶するものとして説明した。
しかしながら、本開示の別の実施形態では、学習済みの第1モデル、学習済みの第2モデルのそれぞれをハードウェアとして実現するものであってもよい。
例えば、第1モデル生成部404が、記憶部401の記憶する学習済みの第1モデルが行う処理を実現させるコンフィギュレーションプログラムを、FPGA(Field-Programmable Gate Array)などのプログラム可能なハードウェアに書き込むものであってもよい。
また、例えば、第2モデル生成部405が、記憶部401の記憶する学習済みの第2モデルが行う処理を実現させるコンフィギュレーションプログラムを、FPGA(Field-Programmable Gate Array)などのプログラム可能なハードウェアに書き込むものであってもよい。
In each embodiment of the present disclosure, the first model generation unit 404 has been described as generating a trained first model as software and storing it in the storage unit 401. In addition, in each embodiment of the present disclosure, the second model generation unit 405 has been described as generating a trained second model as software and storing it in the storage unit 401.
However, in another embodiment of the present disclosure, each of the trained first model and the trained second model may be realized as hardware.
For example, the first model generation unit 404 may write a configuration program that realizes the processing performed by the trained first model stored in the memory unit 401 into programmable hardware such as an FPGA (Field-Programmable Gate Array).
Also, for example, the second model generation unit 405 may write a configuration program that realizes the processing performed by the learned second model stored in the memory unit 401 into programmable hardware such as an FPGA (Field-Programmable Gate Array).

本開示の実施形態について説明したが、上述の劣化予測装置40、差圧予測装置70、その他の制御装置は内部に、コンピュータ装置を有していてもよい。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。コンピュータの具体例を以下に示す。
図10は、少なくとも1つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ5は、図10に示すように、CPU6、メインメモリ7、ストレージ8、インターフェース9を備える。
例えば、上述の劣化予測装置40、差圧予測装置70、その他の制御装置のそれぞれは、コンピュータ5に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ8に記憶されている。CPU6は、プログラムをストレージ8から読み出してメインメモリ7に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、CPU6は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域をメインメモリ7に確保する。
Although the embodiments of the present disclosure have been described, the deterioration prediction device 40, the differential pressure prediction device 70, and other control devices may have a computer device inside. The above-mentioned process steps are stored in a computer-readable recording medium in the form of a program, and the above-mentioned process is performed by the computer reading and executing the program. Specific examples of computers are shown below.
FIG. 10 is a schematic block diagram illustrating a computer configuration according to at least one embodiment.
As shown in FIG. 10, the computer 5 includes a CPU 6, a main memory 7, a storage 8, and an interface 9.
For example, the deterioration prediction device 40, the differential pressure prediction device 70, and the other control devices are each implemented in the computer 5. The operations of each of the above-mentioned processing units are stored in the storage 8 in the form of a program. The CPU 6 reads out the program from the storage 8, loads it in the main memory 7, and executes the above-mentioned processing in accordance with the program. The CPU 6 also secures storage areas in the main memory 7 corresponding to each of the above-mentioned storage units in accordance with the program.

ストレージ8の例としては、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)、DVD-ROM(Digital Versatile Disc Read Only Memory)、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ8は、コンピュータ5のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インターフェース9または通信回線を介してコンピュータ5に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ5に配信される場合、配信を受けたコンピュータ5が当該プログラムをメインメモリ7に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも1つの実施形態において、ストレージ8は、一時的でない有形の記憶媒体である。 Examples of storage 8 include HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Drive), magnetic disk, magneto-optical disk, CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), DVD-ROM (Digital Versatile Disc Read Only Memory), and semiconductor memory. Storage 8 may be an internal medium directly connected to the bus of computer 5, or an external medium connected to computer 5 via interface 9 or a communication line. In addition, when this program is distributed to computer 5 via a communication line, computer 5 that receives the program may expand the program in main memory 7 and execute the above-mentioned process. In at least one embodiment, storage 8 is a non-transitory tangible storage medium.

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現してもよい。さらに、上記プログラムは、前述した機能をコンピュータ装置にすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるファイル、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。 The program may also realize some of the functions described above. Furthermore, the program may be a file that can realize the functions described above in combination with a program already recorded in the computer device, a so-called differential file (differential program).

本開示のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例であり、開示の範囲を限定しない。これらの実施形態は、開示の要旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、種々の省略、種々の置き換え、種々の変更を行ってよい。 Although several embodiments of the present disclosure have been described, these embodiments are merely examples and do not limit the scope of the disclosure. Various additions, omissions, substitutions, and modifications may be made to these embodiments without departing from the spirit of the disclosure.

<付記>
本開示の各実施形態に記載の劣化予測装置40、プラント1、劣化予測方法、プログラム、及び、コンフィギュレーションの処理をコンピュータに実行させるためのプログラムは、例えば以下のように把握される。
<Additional Notes>
The deterioration prediction device 40, the plant 1, the deterioration prediction method, the program, and the program for causing a computer to execute configuration processing described in each embodiment of the present disclosure can be understood, for example, as follows.

(1)第1の態様に係る劣化予測装置(40)は、
第1プラントの過去の運転における触媒に係る第1データと、前記過去の運転の状態に係る第2データとを含む学習データに基づいて、前記第1プラントと異なる第2プラント(1)における触媒の劣化度を予測する第1予測モデルを生成するモデル生成部(404、405)と、
前記モデル生成部(404、405)が生成した前記第1予測モデルに基づいて、前記第2プラント(1)における前記劣化度を予測する劣化度予測部(407)と、
を備える。
(1) A deterioration prediction device (40) according to a first aspect,
a model generating unit (404, 405) that generates a first prediction model for predicting a deterioration level of a catalyst in a second plant (1) different from the first plant, based on learning data including first data related to a catalyst in a past operation of the first plant and second data related to a state of the past operation;
a deterioration degree prediction unit (407) for predicting the deterioration degree in the second plant (1) based on the first prediction model generated by the model generation unit (404, 405);
Equipped with.

この劣化予測装置(40)により、第2プラント(1)についてのデータを第1予測モデルに入力するだけで、第2プラント(1)における触媒の劣化度を予測することができる。その結果、第2プラント(1)のユーザは、触媒についての複雑な解析を実行することなく、触媒の劣化度を知ることができる。 This deterioration prediction device (40) can predict the degree of deterioration of the catalyst in the second plant (1) simply by inputting data about the second plant (1) into the first prediction model. As a result, the user of the second plant (1) can know the degree of deterioration of the catalyst without performing complex analysis of the catalyst.

(2)第2の態様に係る劣化予測装置(40)は、(1)の劣化予測装置(40)であって、
前記学習データは、前記第1プラントの過去の運転における被毒後の触媒に係るデータと、前記第1プラントの過去の運転における前記劣化度に係るデータとを含み、
前記モデル生成部(404、405)は、
前記学習データに基づいて、前記第2プラント(1)における前記被毒後の触媒に係るデータを予測する第2予測モデルを生成する第1モデル生成部(404)と、
前記第2予測モデルが予測した前記第2プラント(1)における前記被毒後の触媒に係るデータに基づいて、前記第2プラント(1)における前記劣化度を予測する前記第1予測モデルを生成する第2モデル生成部(405)と、
を備え、
前記劣化度予測部(407)は、
前記第1予測モデルと、前記第2予測モデルとに基づいて、前記第2プラント(1)における前記劣化度を予測する。
(2) A deterioration prediction device (40) according to a second aspect is the deterioration prediction device (40) of (1),
The learning data includes data on a catalyst after poisoning in a past operation of the first plant and data on the deterioration degree in a past operation of the first plant,
The model generation unit (404, 405)
a first model generation unit (404) that generates a second prediction model that predicts data related to the catalyst after poisoning in the second plant (1) based on the learning data;
a second model generation unit (405) that generates the first prediction model for predicting the deterioration degree in the second plant (1) based on data related to the catalyst after poisoning in the second plant (1) predicted by the second prediction model;
Equipped with
The deterioration degree prediction unit (407)
The deterioration degree in the second plant (1) is predicted based on the first prediction model and the second prediction model.

この劣化予測装置(40)により、第2プラント(1)について予測困難な装置内における触媒に係るデータを予測することができる。その結果、第2プラント(1)のユーザは、第2プラント(1)における触媒の劣化度に対してどのデータが影響を及ぼすかを容易に判定することができるようになる。 This deterioration prediction device (40) makes it possible to predict data related to catalysts in equipment that is difficult to predict for the second plant (1). As a result, the user of the second plant (1) can easily determine which data affects the degree of deterioration of the catalyst in the second plant (1).

(3)第3の態様に係る差圧予測装置(70)は、
第1の態様または第2の態様に係る劣化予測装置(40)と、
前記劣化予測装置(40)が予測した前記劣化度に基づいて、空気予熱器(60)の入出力間の差圧を推定する差圧推定部(704)と、
を備える。
(3) A differential pressure prediction device (70) according to a third aspect includes:
A deterioration prediction device (40) according to the first or second aspect,
a differential pressure estimation unit (704) for estimating a differential pressure between an input and an output of an air preheater (60) based on the deterioration degree predicted by the deterioration prediction device (40);
Equipped with.

この差圧予測装置(70)により、脱硝装置(20)においてリークアンモニアが発生した場合に、空気予熱器(60)の入出力間の差圧を推定する。その結果、触媒交換工事の計画やプラント1の運転支援を適切なタイミングで行うことができるようになる。 This differential pressure prediction device (70) estimates the differential pressure between the input and output of the air preheater (60) when leaking ammonia occurs in the denitrification device (20). As a result, it becomes possible to plan catalyst replacement work and provide operational support for the plant 1 at the appropriate time.

(4)第4の態様に係る差圧予測装置(70)は、(3)の差圧予測装置(70)であって、
前記劣化予測装置(40)が予測した前記劣化度に基づいて、前記空気予熱器(60)における閉塞度を推定する閉塞度推定部(703)、
を備え、
前記差圧推定部(704)は、
前記閉塞度推定部(703)が推定した前記閉塞度に基づいて、前記空気予熱器(60)の入出力間の差圧を推定する。
(4) A differential pressure prediction device (70) according to a fourth aspect is the differential pressure prediction device (70) according to (3),
a blockage degree estimation unit (703) for estimating a blockage degree in the air preheater (60) based on the deterioration degree predicted by the deterioration prediction device (40);
Equipped with
The differential pressure estimation unit (704)
A pressure difference between the input and output of the air preheater (60) is estimated based on the degree of blockage estimated by the blockage degree estimation unit (703).

この差圧予測装置(70)により、差圧予測装置(70)の構成がより明確になり、脱硝装置(20)においてリークアンモニアが発生した場合に、空気予熱器(60)の入出力間の差圧を推定する。その結果、触媒交換工事の計画やプラント1の運転支援を適切なタイミングで行うことができるようになる。 This differential pressure prediction device (70) clarifies the configuration of the differential pressure prediction device (70) and estimates the differential pressure between the input and output of the air preheater (60) when leaking ammonia occurs in the denitrification device (20). As a result, it becomes possible to plan catalyst replacement work and provide operational support for the plant 1 at the appropriate time.

(5)第5の態様に係る差圧予測装置(70)は、(3)または(4)の差圧予測装置(70)であって、
前記劣化予測装置(40)が予測した前記劣化度に基づいて、リークアンモニアの量を推定するリーク推定部(702)、
を備え、
前記差圧推定部(704)は、
前記リーク推定部(702)が推定した前記リークアンモニアの量に基づいて、前記空気予熱器(60)の入出力間の差圧を推定する。
(5) A differential pressure prediction device (70) according to a fifth aspect is a differential pressure prediction device (70) according to (3) or (4),
a leak estimation unit (702) that estimates an amount of leak ammonia based on the degree of deterioration predicted by the deterioration prediction device (40);
Equipped with
The differential pressure estimation unit (704)
A pressure difference between the input and output of the air preheater (60) is estimated based on the amount of leaked ammonia estimated by the leak estimation unit (702).

この差圧予測装置(70)により、差圧予測装置(70)の構成がより明確になり、脱硝装置(20)においてリークアンモニアが発生した場合に、空気予熱器(60)の入出力間の差圧を推定する。その結果、触媒交換工事の計画やプラント1の運転支援を適切なタイミングで行うことができるようになる。 This differential pressure prediction device (70) clarifies the configuration of the differential pressure prediction device (70) and estimates the differential pressure between the input and output of the air preheater (60) when leaking ammonia occurs in the denitrification device (20). As a result, it becomes possible to plan catalyst replacement work and provide operational support for the plant 1 at the appropriate time.

(6)第5の態様に係る差圧予測装置(70)は、(3)から(5)のいずれかの差圧予測装置(70)であって、
前記劣化予測装置(40)が予測した前記劣化度に基づいて、スケールアップファクタを求めるスケールアップファクタ推定部(701)、
を備え、
前記差圧推定部(704)は、
前記スケールアップファクタ推定部(701)が求めた前記スケールアップファクタに基づいて、前記空気予熱器(60)の入出力間の差圧を推定する。
(6) A differential pressure prediction device (70) according to a fifth aspect is any one of the differential pressure prediction devices (70) according to (3) to (5),
a scale-up factor estimation unit (701) for determining a scale-up factor based on the deterioration degree predicted by the deterioration prediction device (40);
Equipped with
The differential pressure estimation unit (704)
The scale-up factor estimation unit (701) estimates a pressure difference between the input and output of the air preheater (60) based on the scale-up factor calculated.

この差圧予測装置(70)により、差圧予測装置(70)の構成がより明確になり、脱硝装置(20)においてリークアンモニアが発生した場合に、空気予熱器(60)の入出力間の差圧を推定する。その結果、触媒交換工事の計画やプラント1の運転支援を適切なタイミングで行うことができるようになる。 This differential pressure prediction device (70) clarifies the configuration of the differential pressure prediction device (70) and estimates the differential pressure between the input and output of the air preheater (60) when leaking ammonia occurs in the denitrification device (20). As a result, it becomes possible to plan catalyst replacement work and provide operational support for the plant 1 at the appropriate time.

(7)第7の態様に係るプラント(1)は、
触媒が用いられるプラントであって、
前記触媒を劣化させる装置(20)と、
前記触媒の劣化度を予測する(1)または(2)の劣化予測装置(40)と、
を備える。
(7) A plant (1) according to a seventh aspect,
A plant in which a catalyst is used,
a device (20) for deactivating the catalyst;
A deterioration prediction device (40) according to (1) or (2) for predicting a deterioration degree of the catalyst;
Equipped with.

このプラント(1)により、プラント(1)についてのデータを第1予測モデルに入力するだけで、プラント(1)における触媒の劣化度を予測することができる。その結果、プラント(1)のユーザは、触媒についての複雑な解析を実行することなく、触媒の劣化度を知ることができる。 With this plant (1), the degree of catalyst deterioration in the plant (1) can be predicted simply by inputting data about the plant (1) into the first prediction model. As a result, a user of the plant (1) can know the degree of catalyst deterioration without performing complex analyses on the catalyst.

(8)第8の態様に係る劣化予測方法は、
第1プラントの過去の運転における触媒に係る第1データと、前記過去の運転の状態に係る第2データとを含む学習データに基づいて、前記第1プラントと異なる第2プラントにおける触媒の劣化度を予測する第1予測モデルを生成することと、
生成した前記第1予測モデルに基づいて、前記第2プラントにおける前記劣化度を予測することと、
を含む。
(8) A deterioration prediction method according to an eighth aspect,
generating a first prediction model for predicting a deterioration degree of a catalyst in a second plant different from the first plant based on learning data including first data related to a catalyst in a past operation of the first plant and second data related to the state of the past operation;
predicting the deterioration degree in the second plant based on the generated first prediction model;
Includes.

この劣化予測方法により、第2プラント(1)についてのデータを第1予測モデルに入力するだけで、第2プラント(1)における触媒の劣化度を予測することができる。その結果、第2プラント(1)のユーザは、触媒についての複雑な解析を実行することなく、触媒の劣化度を知ることができる。 This deterioration prediction method makes it possible to predict the degree of deterioration of the catalyst in the second plant (1) simply by inputting data about the second plant (1) into the first prediction model. As a result, a user of the second plant (1) can know the degree of deterioration of the catalyst without performing complex analyses of the catalyst.

(9)第10の態様に係るプログラムは、
コンピュータに、
第1プラントの過去の運転における触媒に係る第1データと、前記過去の運転の状態に係る第2データとを含む学習データに基づいて、前記第1プラントと異なる第2プラントにおける触媒の劣化度を予測する第1予測モデルを生成することと、
生成した前記第1予測モデルに基づいて、前記第2プラントにおける前記劣化度を予測することと、
を実行させる。
(9) A program according to a tenth aspect,
On the computer,
generating a first prediction model for predicting a deterioration degree of a catalyst in a second plant different from the first plant based on learning data including first data related to a catalyst in a past operation of the first plant and second data related to the state of the past operation;
predicting the deterioration degree in the second plant based on the generated first prediction model;
Execute the command.

このプログラムにより、第2プラント(1)についてのデータを第1予測モデルに入力するだけで、第2プラント(1)における触媒の劣化度を予測することができる。その結果、第2プラント(1)のユーザは、触媒についての複雑な解析を実行することなく、触媒の劣化度を知ることができる。 This program makes it possible to predict the degree of catalyst deterioration in the second plant (1) simply by inputting data about the second plant (1) into the first prediction model. As a result, a user of the second plant (1) can know the degree of catalyst deterioration without performing complex analyses on the catalyst.

(10)第11の態様に係るコンフィギュレーションの処理をコンピュータに実行させるためのプログラムは、
第1プラントの過去の運転における触媒に係る第1データと、前記過去の運転の状態に係る第2データとを含む学習データに基づいて、前記第1プラントと異なる第2プラント(1)における触媒の劣化度を予測する第1予測モデルを生成するモデル生成部(404、405)、
前記モデル生成部(404、405)が生成した前記第1予測モデルに基づいて、前記第2プラント(1)における前記劣化度を予測する劣化度予測部(407)、
のそれぞれをハードウェアとして構成させる。
(10) A program for causing a computer to execute a configuration process according to an eleventh aspect,
a model generating unit (404, 405) for generating a first prediction model for predicting a deterioration degree of a catalyst in a second plant (1) different from the first plant, based on learning data including first data related to a catalyst in a past operation of the first plant and second data related to the state of the past operation;
a deterioration degree prediction unit (407) for predicting the deterioration degree in the second plant (1) based on the first prediction model generated by the model generation unit (404, 405);
Each of the above is configured as hardware.

このコンフィギュレーションの処理をコンピュータに実行させるためのプログラムにより、第2プラント(1)についてのデータを第1予測モデルに入力するだけで、第2プラント(1)における触媒の劣化度を予測することができる。その結果、第2プラント(1)のユーザは、触媒についての複雑な解析を実行することなく、触媒の劣化度を知ることができる。 By using a program for causing a computer to execute the processing of this configuration, the degree of catalyst deterioration in the second plant (1) can be predicted simply by inputting data about the second plant (1) into the first prediction model. As a result, a user of the second plant (1) can know the degree of catalyst deterioration without performing complex analysis of the catalyst.

1・・・プラント
5・・・コンピュータ
6・・・CPU
7・・・メインメモリ
8・・・ストレージ
9・・・インターフェース
10・・・ボイラ
20・・・脱硝装置
30・・・センサ装置
40・・・劣化予測装置
50・・・データサーバ装置
60・・・空気予熱器
70・・・差圧予測装置
301・・・第1センサ
302・・・第2センサ
303・・・第3センサ
304・・・第4センサ
401・・・記憶部
402・・・計画値取得部
403・・・プラントデータ取得部
404・・・第1モデル生成部
405・・・第2モデル生成部
406・・・被毒後データ取得部
407・・・触媒劣化度取得部
701・・・スケールアップファクタ推定部
702・・・リーク推定部
703・・・閉塞度推定部
704・・・差圧推定部
1... Plant 5... Computer 6... CPU
Reference Signs List 7: Main memory 8: Storage 9: Interface 10: Boiler 20: Denitrification device 30: Sensor device 40: Deterioration prediction device 50: Data server device 60: Air preheater 70: Differential pressure prediction device 301: First sensor 302: Second sensor 303: Third sensor 304: Fourth sensor 401: Memory unit 402: Plan value acquisition unit 403: Plant data acquisition unit 404: First model generation unit 405: Second model generation unit 406: Post-poisoning data acquisition unit 407: Catalyst deterioration degree acquisition unit 701: Scale-up factor estimation unit 702: Leak estimation unit 703: Blockage degree estimation unit 704: Differential pressure estimation unit

Claims (11)

第1プラントの過去の運転における触媒に係る第1データと、前記過去の運転の状態に係る第2データとを含む学習データであって、計画値、プラントデータ、および被毒後の触媒データを入力とし触媒劣化データを出力とする学習データに基づいて、ノード間のデータの結合の重み付けが決定され、前記第1プラントと異なる第2プラントにおける触媒の劣化度を予測するニューラルネットワークである第1予測モデルを生成するモデル生成部と、
前記モデル生成部が生成した前記第1予測モデルに基づいて、前記第2プラントにおける前記劣化度を予測する劣化度予測部と、
を備え劣化予測装置。
a model generating unit that generates a first prediction model, which is a neural network that predicts a deterioration level of a catalyst in a second plant different from the first plant, by determining weighting of data connections between nodes based on learning data including first data related to a catalyst in a past operation of the first plant and second data related to a state of the past operation, the learning data having a planned value, plant data, and catalyst deterioration data after poisoning as inputs and an output of catalyst deterioration data;
a deterioration degree prediction unit that predicts the deterioration degree in the second plant based on the first prediction model generated by the model generation unit;
A deterioration prediction device comprising :
記モデル生成部は、
前記計画値および前記プラントデータを入力とし、前記被毒後の触媒データを出力とする前記学習データに基づいて、ノード間のデータの結合の重み付けが決定され、前記第2プラントにおける前記被毒後の触媒に係るデータを予測する第2予測モデルを生成し、前記第2予測モデルが予測した前記第2プラントにおける前記被毒後の触媒に係るデータに基づいて、前記第2プラントにおける前記劣化度を予測する前記第1予測モデルを生成
前記劣化度予測部は、
前記第1予測モデルと、前記第2予測モデルとに基づいて、前記第2プラントにおける前記劣化度を予測する、
請求項1に記載の劣化予測装置。
The model generation unit
a weighting of data connections between nodes is determined based on the learning data having the planned value and the plant data as input and the post-poisoning catalyst data as output, a second prediction model is generated to predict data related to the post-poisoning catalyst in the second plant , and a first prediction model is generated to predict the deterioration degree in the second plant based on the data related to the post-poisoning catalyst in the second plant predicted by the second prediction model,
The deterioration degree prediction unit is
predicting the deterioration degree in the second plant based on the first prediction model and the second prediction model;
The deterioration prediction device according to claim 1 .
請求項1または請求項2に記載の劣化予測装置と、
前記劣化予測装置が予測した前記劣化度に基づいて、空気予熱器の入出力間の差圧を推定する差圧推定部と、
を備える差圧予測装置。
The deterioration prediction device according to claim 1 or 2,
A differential pressure estimation unit that estimates a differential pressure between an input and an output of an air preheater based on the deterioration degree predicted by the deterioration prediction device;
A differential pressure prediction device comprising:
前記劣化予測装置が予測した前記劣化度に基づいて、前記空気予熱器における閉塞度を推定する閉塞度推定部、
を備え、
前記差圧推定部は、
前記閉塞度推定部が推定した前記閉塞度に基づいて、前記空気予熱器の入出力間の差圧を推定する、
請求項3に記載の差圧予測装置。
a blockage degree estimation unit that estimates a blockage degree in the air preheater based on the deterioration degree predicted by the deterioration prediction device;
Equipped with
The differential pressure estimation unit is
A pressure difference between an input and an output of the air preheater is estimated based on the degree of blockage estimated by the blockage degree estimation unit.
The differential pressure prediction device according to claim 3 .
前記劣化予測装置が予測した前記劣化度に基づいて、リークアンモニアの量を推定するリーク推定部、
を備え、
前記差圧推定部は、
前記リーク推定部が推定した前記リークアンモニアの量に基づいて、前記空気予熱器の入出力間の差圧を推定する、
請求項3または請求項4に記載の差圧予測装置。
a leak estimation unit that estimates an amount of leaked ammonia based on the degree of deterioration predicted by the deterioration prediction device;
Equipped with
The differential pressure estimation unit is
A pressure difference between an input and an output of the air preheater is estimated based on the amount of the leaked ammonia estimated by the leak estimation unit.
The differential pressure prediction device according to claim 3 or 4.
前記劣化予測装置が予測した前記劣化度に基づいて、スケールアップファクタを求めるスケールアップファクタ推定部、
を備え、
前記差圧推定部は、
前記スケールアップファクタ推定部が求めた前記スケールアップファクタに基づいて、前記空気予熱器の入出力間の差圧を推定する、
請求項3から請求項5の何れか一項に記載の差圧予測装置。
a scale-up factor estimation unit that calculates a scale-up factor based on the deterioration degree predicted by the deterioration prediction device;
Equipped with
The differential pressure estimation unit is
A differential pressure between an input and an output of the air preheater is estimated based on the scale-up factor calculated by the scale-up factor estimation unit.
The differential pressure prediction device according to any one of claims 3 to 5.
触媒が用いられるプラントであって、
前記触媒の劣化が起こる装置と、
前記触媒の劣化度を予測する請求項1または請求項2に記載の劣化予測装置と、
を備えるプラント。
A plant in which a catalyst is used,
A device in which the catalyst degradation occurs;
A deterioration prediction device according to claim 1 or 2, which predicts a deterioration level of the catalyst;
The plant is provided with:
第1プラントの過去の運転における触媒に係る第1データと、前記過去の運転の状態に係る第2データとを含む学習データであって、計画値、プラントデータ、および被毒後の触媒データを入力とし触媒劣化データを出力とする学習データに基づいて、ノード間のデータの結合の重み付けが決定され、前記第1プラントと異なる第2プラントにおける触媒の劣化度を予測するニューラルネットワークである第1予測モデルを生成することと、
生成した前記第1予測モデルに基づいて、前記第2プラントにおける前記劣化度を予測することと、
を含劣化予測方法。
generating a first prediction model, which is a neural network that predicts a degree of catalyst deterioration in a second plant different from the first plant, by determining weighting of data connections between nodes based on learning data including first data related to a catalyst in a past operation of the first plant and second data related to the state of the past operation, the learning data having planned values, plant data, and catalyst deterioration data as inputs and catalyst deterioration data as output;
predicting the deterioration degree in the second plant based on the generated first prediction model;
A deterioration prediction method comprising :
第1プラントの過去の運転における触媒に係る第1データと、前記過去の運転の状態に係る第2データとを含む学習データであって、計画値、プラントデータ、および被毒後の触媒データを入力とし触媒劣化データを出力とする学習データに基づいて、ノード間のデータの結合の重み付けが決定され、前記第1プラントと異なる第2プラントにおける触媒の劣化度を予測するニューラルネットワークである第1予測モデルを生成することと、
生成した前記第1予測モデルに基づいて、前記第2プラントにおける前記劣化度を予測することと、
予測した前記劣化度に基づいて、空気予熱器の入出力間の差圧を推定することと、
を含差圧予測方法。
generating a first prediction model, which is a neural network that predicts a degree of catalyst deterioration in a second plant different from the first plant, by determining weighting of data connections between nodes based on learning data including first data related to a catalyst in a past operation of the first plant and second data related to the state of the past operation, the learning data having planned values, plant data, and catalyst deterioration data as inputs and catalyst deterioration data as output;
predicting the deterioration degree in the second plant based on the generated first prediction model;
Estimating a differential pressure between an input and an output of the air preheater based on the predicted deterioration degree;
A differential pressure prediction method comprising :
コンピュータに、
第1プラントの過去の運転における触媒に係る第1データと、前記過去の運転の状態に係る第2データとを含む学習データであって、計画値、プラントデータ、および被毒後の触媒データを入力とし触媒劣化データを出力とする学習データに基づいて、ノード間のデータの結合の重み付けが決定され、前記第1プラントと異なる第2プラントにおける触媒の劣化度を予測するニューラルネットワークである第1予測モデルを生成することと、
生成した前記第1予測モデルに基づいて、前記第2プラントにおける前記劣化度を予測することと、
を実行させプログラム。
On the computer,
generating a first prediction model, which is a neural network that predicts a degree of catalyst deterioration in a second plant different from the first plant, by determining weighting of data connections between nodes based on learning data including first data related to a catalyst in a past operation of the first plant and second data related to the state of the past operation, the learning data having planned values, plant data, and catalyst deterioration data as inputs and catalyst deterioration data as output;
predicting the deterioration degree in the second plant based on the generated first prediction model;
A program that executes the following.
第1プラントの過去の運転における触媒に係る第1データと、前記過去の運転の状態に係る第2データとを含む学習データであって、計画値、プラントデータ、および被毒後の触媒データを入力とし触媒劣化データを出力とする学習データに基づいて、ノード間のデータの結合の重み付けが決定され、前記第1プラントと異なる第2プラントにおける触媒の劣化度を予測するニューラルネットワークである第1予測モデルを生成するモデル生成部、前記モデル生成部が生成した前記第1予測モデルに基づいて、前記第2プラントにおける前記劣化度を予測する劣化度予測部のそれぞれをハードウェアとして構成させコンフィギュレーションの処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。 a model generation unit that generates a first prediction model, which is a neural network that predicts a degree of catalyst deterioration in a second plant different from the first plant, based on learning data including first data related to a catalyst in past operations of a first plant and second data related to the state of the past operations, and which determines a weighting of data connections between nodes based on the learning data, which inputs planned values, plant data, and catalyst data after poisoning and outputs catalyst deterioration data, and a deterioration degree prediction unit that predicts the degree of deterioration in the second plant based on the first prediction model generated by the model generation unit, and a configuration process that causes a computer to configure, as hardware, each of the following:
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