KR102329372B1 - 운전 조건 평가 장치, 운전 조건 평가 방법, 및 보일러의 제어 시스템 - Google Patents

운전 조건 평가 장치, 운전 조건 평가 방법, 및 보일러의 제어 시스템 Download PDF

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Abstract

보일러의 운전 조건을 평가하는 운전 조건 평가 장치로서, 보일러의 운전 모드의 입력을 접수하는 운전 모드 입력부와, 보일러의 가상적인 동작을 나타내는 동작 모델을 기억하는 동작 모델 기억부와, 보일러가 구비하는 복수의 조작단의 각각에 설정되는 운전 파라미터의 세트로 이루어지는 운전 조건을 동작 모델에 적용하고, 보일러의 가상 프로세스 값을 연산하는 시뮬레이션부와, 가상 프로세스 값의 각각에 대하여 운전 모드에 대응하여 정해진 가중 계수를 기억하는 가중 계수 기억부와, 가중 계수 기억부를 참조하여, 입력된 운전 모드에 대응하는 가중 계수를 결정하고, 가상 프로세스 값에 대하여 가중 계수를 승산한 값을 이용하여, 각 운전 조건의 평가 스코어를 산출하는 스코어 산출부를 구비한다.

Description

운전 조건 평가 장치, 운전 조건 평가 방법, 및 보일러의 제어 시스템
본 발명은, 운전 조건 평가 장치, 운전 조건 평가 방법, 및 보일러의 제어 시스템에 관한 것이다.
보일러의 운전, 특히 대형의 보일러의 운전에서는, 운전 조건으로서의 다수의 입력 파라미터, 예컨대 각 연소 버너에 있어서의 연소용 공기 유량을 조정하는 댐퍼의 개방도, 버너 노즐 각도, 석탄 등의 고체 연료의 분쇄기의 분급 회전 속도 등을 조작하고, 그 결과의 아웃풋으로서 NOx, CO의 농도, 전열관 표면 온도(메탈 온도), 증기 온도 등을 얻고 있다. 보일러의 연소 조정에서는 각 프로세스 값이 적절한 범위 내가 되도록 입력 파라미터를 제어할 필요가 있지만, 입력 파라미터가 수십 항목 이상 다수 있고 또한 입력 파라미터의 변화에 대하여 각 프로세스 값이 복잡한 상호 관계의 결과로서 얻어지므로, 프로세스 값이 개선되거나 악화되거나 하는 것이 있기 때문에, 입력 파라미터의 조작에는 매우 복잡한 수순이 필요하게 된다. 그 때문에, 대형의 보일러의 자동 운전의 실현은 어려운 상황에 있고, 기술자에 의한 수동 운전 또는 반자동 운전이 주로 실시되고 있다고 하는 실정이 있다.
그래서, 자동 운전에 대하여 사전에 입력 파라미터를 이용하여 보일러의 연소 동작을 시뮬레이션하고, 그 결과를 이용하여 보일러의 자동 운전을 행하고 싶다고 하는 요망이 있다. 특허문헌 1에는, 플랜트의 시뮬레이션 모델 데이터를 수정하여 그 결과에 근거하여 보일러의 제어를 행하는 구성이 개시되어 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 2011-210215호 공보
보일러는 경제성을 중시한 운전이나 환경 부하를 우선한 운전, 또한 보일러 수명을 중시한 운전 등, 운전 목적에 따른 각종 운전이 있다. 운전 목적이 상이하면, 어느 운전 목적에서는 최적이 되는 운전 조건이더라도, 다른 운전 목적에서는 반드시 최적의 운전 조건이 되지는 않는다. 따라서 운전 목적에 따라 운전 조건을 평가하고 싶다고 하는 요망이 있다. 이 점에 대하여, 특허문헌 1에서는, 모델의 수정은 행하더라도, 그 모델을 사용하여 운전 목적에 따른 특정한 운전 조건의 설정, 평가를 행할 수 없고, 상기 요망은 만족시킬 수 없다.
본 발명은 상기한 과제를 해결하는 것이고, 보일러의 다종다양한 운전 조건 중에서, 특정한 운전 모드에 있어서 최적의 운전 조건을 평가할 수 있는 운전 조건 평가 장치, 운전 조건 평가 방법, 및 그 운전 조건을 이용하여 보일러의 제어 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 여기서 운전 모드란, 특정한 운전 목적을 가리킨다.
상기 목적을 달성하기 위해, 특허 청구의 범위에 기재된 구성을 구비한다. 그 일례를 들면, 본 발명은 보일러의 운전 조건을 평가하는 운전 조건 평가 장치이고, 상기 보일러의 운전 모드의 입력을 접수하는 운전 모드 입력부와, 상기 보일러의 가상적인 동작을 나타내는 동작 모델을 기억하는 동작 모델 기억부와, 상기 보일러가 구비하는 복수의 조작단의 각각에 설정되는 운전 파라미터의 세트로 이루어지는 운전 조건을 상기 동작 모델에 적용하고, 상기 보일러의 가상 프로세스 값을 연산하는 시뮬레이션부와, 상기 가상 프로세스 값의 각각에 대하여 운전 모드에 대응하여 정해진 가중 계수를 기억하는 가중 계수 기억부와, 상기 가중 계수 기억부를 참조하여, 입력된 상기 운전 모드에 대응하는 가중 계수를 결정하고, 상기 가상 프로세스 값에 대하여 가중 계수를 승산한 값을 이용하여, 각 운전 조건의 평가 스코어를 산출하는 스코어 산출부를 구비하고, 상기 운전 모드는, 상기 보일러가 배출하는 NOx의 저감을 우선하는 NOx 저감 모드, 상기 보일러의 연료의 미연분(未燃分) 저감을 우선하는 미연분 저감 모드, 상기 보일러의 효율을 우선하는 보일러 효율 향상 모드, 상기 보일러의 메탈 온도 저감을 우선하는 메탈 온도 저감 모드, 상기 보일러의 보기(補機) 동력 저감을 우선하는 보기 동력 저감 모드 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 보일러의 다종다양한 운전 조건 중에서, 특정한 운전 모드에 있어서 최적의 운전 조건을 평가할 수 있는 운전 조건 평가 장치, 운전 조건 평가 방법, 및 그 운전 조건을 이용하여 보일러의 제어 시스템을 제공할 수 있다. 상기한 이외의 과제, 구성 및 효과는, 이하의 실시형태의 설명에 의해 분명해진다.
도 1은 보일러의 제어 시스템의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 보일러를 나타내는 개략 구성도이다.
도 3은 운전 조건 평가 장치의 하드웨어 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 보일러의 제어 시스템(1)에 있어서의 제어의 수순(운전 조건 평가 방법의 흐름)을 나타내는 플로차트이다.
도 5는 선정된 운전 모드에 맞는 최적의 운전 조건을 선정하는 처리에 대하여 설명의 흐름을 나타내는 플로차트이다.
도 6a는 스코어 환산 데이터의 예를 나타내는 도면이다.
도 6b는 NOx-스코어 그래프의 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 가상 프로세스 값 범위의 설정 화면의 화면 표시의 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 가상 프로세스 값 범위의 설정 화면의 화면 표시의 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 추천 범위 데이터의 예를 나타내는 도면이다.
도 10은 복수의 운전 모드를 혼합시켜 최종 운전 모드를 환산하는 경우의 화면 표시의 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 평가 스코어가 상대적으로 높은 운전 조건과 그 스코어의 화면 표시의 예를 나타내는 도면이다.
이하에 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 적합한 실시형태를 상세하게 설명한다. 또, 이 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것이 아니고, 또한, 실시형태가 복수 있는 경우에는, 각 실시형태를 조합하여 구성하는 것도 포함하는 것이다. 이하에서는 발전 플랜트로서 화력 발전소에 설치된 보일러를 예로 들어 설명하지만 발전 플랜트는 보일러로 한정되지 않고, 그 외의 발전 플랜트를 제어 대상으로 하더라도 좋다.
도 1을 참조하여, 보일러(100)의 제어 시스템(1)의 개략 구성에 대하여 설명한다. 도 1은 보일러(100)의 제어 시스템(1)의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 보일러(100)의 제어 시스템(1)은, 보일러(100)에 보일러(100)의 운전 제어 장치(200)를 접속하고, 또한 운전 제어 장치(200)에 보일러(100)의 운전 조건을 평가하는 운전 조건 평가 장치(300)를 접속하여 구성된다.
(보일러(100))
보일러(100)는, N개의 조작단 1, 2, …, N을 포함한다. 또한 보일러(100)는, M개의 센서 1, 2, …, M을 포함한다. 또, 보일러(100)의 추가적인 설명은, 도 2를 참조하여 후술한다.
(운전 제어 장치(200))
운전 제어 장치(200)는, 실(實) 프로세스 값 읽기부(210), 운전 지시치 연산부(220), 제어 로직 기억부(230), 및 운전 지시치 설정부(240)를 구비한다.
실 프로세스 값 읽기부(210)는, 센서 1, 2, …, M으로부터 출력한 보일러(100)의 각종 상태량을 계측한 프로세스 값을 읽어서 운전 조건 평가 장치(300)에 출력한다.
이들 프로세스 값은, 화력 발전 플랜트로부터 배출되는 가스에 포함되는 질소 산화물, 일산화탄소, 및 황화수소의 각각의 농도 중 적어도 하나를 나타내는 신호를 포함한다.
운전 지시치 연산부(220)는, 운전 조건 평가 장치(300)로부터 운전 조건을 나타내는 실 입력 파라미터(115)(운전 파라미터에 상당한다)를 취득한다. 실 입력 파라미터(115)는, 공기 댐퍼의 개방도, 공기 유량, 연료 유량, 배출 가스 재순환 유량 중 적어도 하나를 결정하는 신호를 포함한다.
본 실시형태에서는, 보일러(100)의 실제의 운전에 적용되는 입력 파라미터를 실 입력 파라미터(115)라고 하고, 실제의 운전으로 얻어지는 프로세스 값을 실 프로세스 값(101)이라고 한다. 한편, 운전 조건 평가 장치(300)에 있어서, 보일러(100)의 가상 운전(시뮬레이션 운전)에 적용되는 입력 파라미터를 가상 입력 파라미터라고 하고, 가상 운전으로 얻어지는 프로세스 값을 가상 프로세스 값이라고 한다. 입력 파라미터는, 복수의 조작단의 각각에 설정되는 운전 파라미터의 세트로 이루어진다.
제어 로직 기억부(230)에는, 제어 로직 데이터(114)를 산출하는 제어 회로, 및 제어 파라미터가 보존된다. 이 제어 로직 데이터(114)를 산출하는 제어 회로에는, 종래기술로서 공지의 PI(비례ㆍ적분) 제어를 이용할 수 있다.
운전 지시치 연산부(220)는, 제어 로직 데이터(114)를 이용하여, 운전 조건 평가 장치(300)로부터 취득한 실 입력 파라미터(115)에 따라서 보일러(100)를 운전시키기 위해 각 조작단 1, 2, …, N에 대하여 설정하는 운전 지시치(116)를 연산한다.
연산된 운전 지시치(116)를 운전 지시치 설정부(240)에 출력한다. 운전 지시치(116)는, 예컨대 공급하는 공기 유량을 제어하는 제어 신호로서 출력하도록 구성되어 있다.
운전 지시치 설정부(240)는, 운전 지시치(116)를 나타내는 제어 신호(117)를 각 조작단 1, 2, …, N에 설정한다.
(운전 조건 평가 장치(300))
운전 조건 평가 장치(300)는, 주로 제 1 입력 I/F(310), 제 1 출력 I/F(320), 제 2 입력 I/F(330), 제 2 출력 I/F(340)와, 보일러(100)의 가동 상태를 의사적으로 재현한 동작 모델(106)을 이용하여, 복수의 운전 조건을 보일러(100)의 가상적인 동작을 나타내는 동작 모델(106)에 적용하여 가상 운전을 행하고, 그 결과를 가상 프로세스 값으로서 출력하는 가상 운전 실행부(400)와, 가상 운전에 적용한 복수의 운전 조건 중에서 하나의 운전 조건을 선정하는 운전 조건 선정부(500)를 포함한다. 운전 조건 평가 장치(300)는, 제 2 입력 I/F(330) 및 제 2 출력 I/F(340)를 통해서 보수 툴(900)과 접속된다.
보수 툴(900)은, 키보드나 마우스로 이루어지는 입력 장치(910)(운전 모드 입력부, 조작 부재에 상당한다), CRT나 LCD로 이루어지는 표시 장치(920), 및 입력 장치(910) 및 표시 장치(920)(운전 모드 입력부, 가상 프로세스 값 설정 화면, 표시부에 상당한다)의 각각에 접속되고, 또한 운전 조건 평가 장치(300)와 데이터를 송수신할 수 있는 보수 제어 장치(930)를 포함한다. 오퍼레이터는, 보수 툴(900)을 이용하는 것에 의해 가상 운전 실행부(400)에 구비되어 있는 여러 가지의 기억부에 보존된 정보에 액세스할 수 있다. 입력 장치(910)는 후술하는 가상 프로세스 값 설정 화면을 이용하여, 가상 프로세스 값이 취할 수 있는 범위를 설정하는 조작 부재이고, 마우스, 키보드, 터치 패널 등을 이용하더라도 좋다. 또한 보수 툴(900)로서 태블릿 단말을 이용하는 경우는, 입력 장치(910), 표시 장치(920), 및 보수 제어 장치(930)를 일체로 구성하더라도 좋다.
입력 장치(910)에서 생성한 보수 툴 입력 신호(911)는, 제 2 입력 I/F(도 3 참조)(330)를 통해서 가상 운전 실행부(400) 및 운전 조건 선정부(500)에 입력된다.
예컨대 운전 조건의 평가에 있어서, 보일러(100)의 복수의 운전 모드 중에서 하나를 선택하면, 선택된 운전 모드가 스코어 산출부(418), 운전 조건 선정부(500)에 출력된다.
또한, 보수 제어 장치(930)에 포함되는 설정 화면 생성부(931)는, 가상 프로세스 값 범위의 설정 화면 등을 표시 장치(920)에 표시한다. 예컨대, 오퍼레이터가 가상 프로세스 값 범위의 설정 화면 상에서 입력 장치(910)를 이용하여 가상 프로세스 값 범위를 편집하면, 편집된 정보가 가중 계수 기억부(420)에 입력되고, 가중 계수가 갱신된다. 가중 계수 기억부(420)에는, 소프트 센서 값 연산부(416)가 가상 프로세스 값을 조합하여 연산한 새로운 가상 프로세스 값에 대응하는 가중 계수가 포함되더라도 좋다.
그때, 제 1 가상 프로세스 값 및 제 2 가상 프로세스 값을 포함하는 복수의 프로세스 값이 있고, 제 2 가상 프로세스 값이 제 1 가상 프로세스 값의 양의 방향 또는 음의 방향과는 역방향의 응답을 나타내는 경우에는, 추천 범위 기억부(932)에 제 1 가상 프로세스 값과 제 2 가상 프로세스 값이 트레이드오프가 되는 것을 정한 룰을 기억하여 둔다. 그리고 제 1 가상 프로세스 값(도 7의 프라이머리 프로세스 값, "NOx"에 상당한다)을 설정하기 위한 가상 프로세스 값 범위의 설정 화면(도 7에서는 NOx 설정 화면)에, 제 2 가상 프로세스 값(도 7의 서브(컨플릭트(conflict)) 프로세스 값, "CO"에 상당한다)의 목표 범위(도 7의 CO-스코어 그래프의 예에서는 CO의 제 1 변곡점보다 좌의 영역), 목표 범위에 인접하고, 가상 프로세스 값의 허용치의 범위를 나타내는 허용 범위(도 7의 CO-스코어 그래프의 예에서는 CO의 제 1 변곡점으로부터 제 2 변곡점의 사이의 영역), 및 허용 범위에 인접하고, 가상 프로세스 값의 비허용치를 나타내는 비허용 범위(도 7의 CO-스코어 그래프의 예에서는 CO의 제 2 변곡점보다 우의 영역) 중 적어도 어느 하나의 범위도 표시된다.
본 실시형태에서는 운전 조건 평가 장치(300)에 가상 운전 실행부(400) 및 운전 조건 선정부(500)를 포함하여 구성한 예를 설명하지만, 가상 운전 실행부(400) 및 운전 조건 선정부(500)를 독립한 장치로서 구성하고, 가상 운전 실행 장치를, 운전 조건 선정부(500)와 동등한 기능을 갖는 운전 조건 선정 장치(도시하지 않음)에 접속하여, 가상 운전 실행 장치로부터 운전 조건 선정 장치에 운전 조건을 출력하도록 구성하더라도 좋다.
가상 운전 실행부(400)는, 실 프로세스 값 기억부(402), 실 프로세스 값 변환부(404), 동작 모델 기억부(406), 모델 수정부(408), 시뮬레이션부(410), 조작 방법 학습부(412), 학습 정보 기억부(414), 및 소프트 센서 값 연산부(416), 스코어 산출부(418), 가중 계수 기억부(420), 실 입력 파라미터 기억부(422)를 포함한다. 학습 정보 기억부(414)는, 가상 입력 파라미터 기억부 및 가상 프로세스 값 기억부에 상당한다.
운전 조건 평가 장치(300)는, 제 1 입력 I/F(310)를 통해서 운전 제어 장치(200)로부터 실 프로세스 값(102)을 취득하고, 실 프로세스 값 기억부(402)에 보존한다. 또한 보수 툴(900)의 입력 장치(910)로부터 오퍼레이터가 실 프로세스 값을 입력하면, 제 2 입력 I/F(330)를 통해서 실 프로세스 값 기억부(402)에 오퍼레이터가 입력한 실 프로세스 값이 보존되더라도 좋다. 또한, 실 프로세스 값 기억부(402)에 기억된 실 프로세스 값을 제 2 출력 I/F(340)를 통해서 보수 툴(900)의 표시 장치(920)에 표시하더라도 좋다.
또한, 운전 조건 평가 장치(300)의 운전 조건 선정부(500)로부터 제 1 출력 I/F(320)를 통해서 제어 대상의 보일러(100)에 대하여 설정하는 실 입력 파라미터(115)를 운전 제어 장치(200)에 출력한다.
또한, 운전 조건 선정부(500)가 운전 제어 장치(200)에 출력한 실 입력 파라미터(115)는, 운전 조건 평가 장치(300)에 마련된 실 입력 파라미터 기억부(422)에 보존된다. 또한 보수 툴(900)의 입력 장치(910)로부터 오퍼레이터가 실 입력 파라미터를 입력하면, 제 2 입력 I/F(330)를 통해서 실 입력 파라미터 기억부(422)에 오퍼레이터가 입력한 실 입력 파라미터가 보존되더라도 좋다. 또한, 실 입력 파라미터 기억부(422)에 기억된 실 입력 파라미터를 제 2 출력 I/F(340)를 통해서 보수 툴(900)의 표시 장치(920)에 표시하더라도 좋다.
운전 조건 평가 장치(300)에 마련된 실 프로세스 값 변환부(404)에서는, 실 프로세스 값 기억부(402)에 보존된 실 프로세스 값 데이터(103)를 모델 구축 데이터(104)로 변환한다. 이 모델 구축 데이터(104)는, 동작 모델 기억부(406)에 보존된다. 보수 툴(900)의 입력 장치(910)로부터 오퍼레이터가 동작 모델을 입력하면, 제 2 입력 I/F(330)를 통해서 동작 모델 기억부(406)에 오퍼레이터가 입력한 동작 모델이 보존된다. 또한, 동작 모델 기억부(406)에 기억된 동작 모델을 제 2 출력 I/F(340)를 통해서 보수 툴(900)의 표시 장치(920)에 표시하고, 보존되어 있는 동작 모델의 종류나 내용을 확인할 수 있도록 구성하더라도 좋다.
모델 수정부(408)는, 필요에 따라 동작 모델 기억부(406)로부터 받아들인 동작 모델과 모델 구축 데이터(104)의 복합 데이터(107)를 이용하여 뉴럴 네트워크로 대표되는 통계적 수법에 의해 동작 모델을 갱신하고, 갱신 후의 동작 모델(108)을 동작 모델 기억부(406)에 보존한다.
조작 방법 학습부(412)에서는 학습 결과(112)를 생성하고, 학습 정보 기억부(414)에 보존한다. 학습 결과(112)에는, 가상 운전에 적용하는 가상 입력 파라미터(109)와 그것을 적용하여 가상 운전 연산에 의해 얻어지는 출력치(가상 프로세스 값)가 포함된다.
시뮬레이션부(410)는, 보일러(100)의 제어 특성을 모의하는 기능을 갖는다. 즉, 실 입력 파라미터(115)를 보일러(100)에 주고, 그 제어 결과에 대한 실 프로세스 값(101)을 얻는 것과 동등한 기능을 모의 연산한다. 이 모의 연산을 위해, 시뮬레이션부(410)는, 조작 방법 학습부(412)로부터 받은 가상 입력 파라미터(109)와, 동작 모델 기억부(406)에 보존된 동작 모델(106)을 사용한다.
시뮬레이션부(410)는, 가상 입력 파라미터(109)를 동작 모델(106)에 입력하여 연산한 결과를 가상 프로세스 값(110)으로서 출력한다.
시뮬레이션부(410)에서 얻어진 가상 프로세스 값(110)은, 보일러(100)의 실 프로세스 값(101)의 예측치가 된다. 또, 가상 입력 파라미터(109), 가상 프로세스 값(110)은 모두, 그 수는 1종류로 한정되지 않고, 각각 복수 종류 준비할 수 있다. 이하, 가상 입력 파라미터(109)를 동작 모델(106)에 적용하여 연산하는 처리를 테스트라고 칭한다.
조작 방법 학습부(412)는, 학습 정보 기억부(414)에 보존된 학습의 제약 조건 및 학습에 이용하는 입력 파라미터 설정 조건 등을 포함하는 학습 정보 데이터(111)를 이용하여, 가상 입력 파라미터(109)의 설정 방법을 학습한다. 학습 결과(112)에 포함되는 가상 프로세스 값은, 학습 정보 기억부(414)에 보존된다.
오퍼레이터는 입력 장치(910)를 이용하여 운전 모드를 선택하고, 스코어 산출부(418)에 출력한다. 따라서 입력 장치(910)는, 보일러(100)의 운전 모드의 입력을 접수하는 운전 모드 입력부에 상당한다.
스코어 산출부(418)는, 가중 계수 기억부(420)로부터 가상 프로세스 값의 종류에 대하여 미리 설정된 스코어 환산 데이터(가중 계수)를 읽어내고, 가상 프로세스 값에 적용하여, 테스트의 가상 프로세스 값의 스코어를 산출한다. 각 프로세스 값의 특성에는, 예컨대 프로세스 값이 작을수록 스코어 매기기가 증가하는 것이나, 프로세스 값이 클수록 스코어 매기기가 증가하는 것이 존재한다. 그래서, 스코어 환산 데이터는, 가상 프로세스 값의 특성에 따라, 상한치나 하한치를 설정하더라도 좋다. 본 실시형태에서는, 가중 계수 기억부(420)가 기억하는 스코어 환산 데이터는, 보일러(100)의 운전 모드에 대응하여 작성되어 있다. 다시 말해, 동일한 종류의 프로세스 값에 승산하는 스코어 환산 데이터의 값이, 운전 모드에 따라 상이하다. 이 점이 본 실시형태에 따른 운전 조건 평가 장치의 특징이다.
스코어 산출부(418)는, 입력 장치(910)로부터 취득한 운전 모드에 대응하는 스코어 환산 데이터를 가중 계수 기억부(420)로부터 읽어내고, 학습 정보 기억부(414)에 기억된 각 테스트의 가상 프로세스 값에 적용하여 각 운전 조건의 스코어를 산출한다. 각 운전 조건마다의 스코어는, 표시 장치(920)에 표시된다. 그때, 스코어가 내림차순이 되도록 표시되는 것이 바람직하다.
오퍼레이터는, 표시 장치(920)에 나란히 표시된 각 운전 조건마다의 스코어를 기초로, 어느 운전 조건을 보일러(100)에 적용할지를 판단하고 입력 장치(910)로부터 선정 조작을 행한다. 선정된 운전 조건을 나타내는 정보는, 운전 조건 선정부(500)에 출력된다. 따라서 입력 장치(910)는, 운전 조건 선택 접수부에 상당한다.
운전 조건 선정부(500)는, 학습 정보 기억부(414)로부터 출력된 학습 정보 데이터(113) 중에서 선정된 운전 조건을 추출하고, 제 1 출력 I/F(320)를 통해서 운전 제어 장치(200)에 출력한다.
이상에 의해, 다양한 운전 조건 중에서 최적의(스코어가 높은) 운전 조건을 선택할 때에, 보일러(100)의 운전 모드에 맞추어 최적의 운전 조건을 선택할 수 있다. 그리고 선택한 운전 조건을 보일러(100)에 설정함으로써, 선택한 운전 모드에 있어서 최적의 운전을 실현할 수 있다.
도 2는 보일러(100)를 나타내는 개략 구성도이다.
본 실시형태의 보일러(100)는, 고체 연료를 연소시키는 것으로서, 석탄을 분쇄한 미분탄을 미분 연료(고체 연료)로서 이용하고, 이 미분탄을 화로(11)의 연소 버너에 의해 연소시키고, 이 연소에 의해 발생한 열을 급수나 증기와 열교환하여 증기를 생성하는 것이 가능한 석탄 보일러이다. 또, 연료는 석탄으로 한정되지 않고, 바이오매스 등, 보일러에서 연소 가능한 다른 연료이더라도 좋다. 또한 다종의 연료를 혼합하여 사용하더라도 좋다.
보일러(100)는, 화로(11)와 연소 장치(12)와 연도(煙道)(13)를 갖고 있다. 화로(11)는, 예컨대 사각통의 중공(中空) 형상을 이루어 연직 방향을 따라 설치되어 있다. 화로(11)는, 벽면이, 증발관(전열관)과 증발관을 접속하는 핀으로 구성되고, 급수나 증기와 열교환하는 것에 의해 화로 벽의 온도 상승을 억제하고 있다. 구체적으로는, 화로(11)의 측벽면에는, 복수의 증발관이 예컨대 연직 방향을 따라 배치되고, 수평 방향으로 나란히 배치되어 있다. 핀은, 증발관과 증발관의 사이를 폐색하고 있다. 화로(11)는, 노저(爐底)에 경사면(62)이 마련되어 있고, 경사면(62)에 노저 증발관(70)이 마련되어 저면이 된다.
연소 장치(12)는, 이 화로(11)를 구성하는 화로 벽의 연직 하부 측에 마련되어 있다. 본 실시형태에서는, 이 연소 장치(12)는, 화로 벽에 장착된 복수의 연소 버너(예컨대 21, 22, 23, 24, 25)를 갖고 있다. 예컨대, 이 연소 버너(버너)(21, 22, 23, 24, 25)는, 화로(11)의 둘레 방향을 따라 균등 간격으로 복수 배치되어 있다. 단, 화로의 형상, 버너의 배치나 하나의 단에 있어서의 연소 버너의 수, 단의 수는 이 실시형태로 한정되는 것이 아니다.
이 각 연소 버너(21, 22, 23, 24, 25)는, 미분탄 공급관(26, 27, 28, 29, 30)을 통해서 분쇄기(미분탄기/밀)(31, 32, 33, 34, 35)에 연결되어 있다. 석탄이 도시하지 않는 반송 계통으로 반송되어, 이 분쇄기(31, 32, 33, 34, 35)에 투입되면, 여기서 소정의 미분의 크기로 분쇄되고, 반송용 공기(1차 공기)와 함께 미분탄 공급관(26, 27, 28, 29, 30)으로부터 연소 버너(21, 22, 23, 24, 25)에 분쇄된 석탄(미분탄)을 공급할 수 있다.
또한, 화로(11)는, 각 연소 버너(21, 22, 23, 24, 25)의 장착 위치에 바람통(36)이 마련되어 있고, 이 바람통(36)에 공기 덕트(37b)의 일단부가 연결되고, 타단부는 공기를 공급하는 공기 덕트(37a)에 연결점(37d)에 있어서 연결된다.
또한, 화로(11)의 연직 방향 위쪽에는 연도(13)가 연결되어 있고, 이 연도(13)에 증기를 생성하기 위한 복수의 열교환기(41, 42, 43, 44, 45, 46, 47)가 배치되어 있다. 그 때문에, 연소 버너(21, 22, 23, 24, 25)가 화로(11) 내에 미분탄 연료와 연소용 공기의 혼합기를 분사함으로써 화염이 형성되고, 연소 가스가 생성되어 연도(13)에 흐른다. 그리고, 연소 가스에 의해 화로 벽 및 열교환기(41～47)에 흐르는 급수나 증기를 가열하여 과열 증기가 생성되고, 생성된 과열 증기를 공급하여 도시하지 않는 증기 터빈을 회전 구동시키고, 증기 터빈의 회전축에 연결한 도시하지 않는 발전기를 회전 구동하여 발전을 행할 수 있다. 또한, 이 연도(13)는, 배출 가스 통로(48)가 연결되고, 연소 가스의 정화를 행하기 위한 탈질 장치(50), 송풍기(38)로부터 공기 덕트(37a)에 송기(送氣)하는 공기와 배출 가스 통로(48)를 통해서 송기하는 배출 가스의 사이에서 열교환을 행하는 에어 히터(49), 매진(煤塵) 처리 장치(51), 유인 송풍기(52) 등이 마련되고, 하류 단부에 연돌(53)이 마련되어 있다. 또, 탈질 장치(50)는 배출 가스 기준을 만족시킬 수 있으면 마련하지 않더라도 좋다.
본 실시형태의 화로(11)는, 미분탄의 반송용 공기(1차 공기) 및 바람통(36)으로부터 화로(11)에 투입되는 연소용 공기(2차 공기)에 의한 연료 과잉 연소 후, 새롭게 연소용 공기(애프터 에어)를 투입하여 연료 희박 연소를 행하게 하는, 소위 2단 연소 방식의 화로이다. 그 때문에, 화로(11)에는 애프터 에어 포트(39)가 구비되고, 애프터 에어 포트(39)에 공기 덕트(37c)의 일단부가 연결되고, 타단부는 연결점(37d)에 있어서 공기를 공급하는 공기 덕트(37a)에 연결된다. 또, 2단 연소 방식을 채용하지 않는 경우, 애프터 에어 포트(39)는 마련하지 않더라도 좋다.
송풍기(38)로부터 공기 덕트(37a)에 송기된 공기는, 에어 히터(49)에 의해 연소 가스와 열교환에 의해 따뜻해지고, 연결점(37d)에 있어서 공기 덕트(37b)를 경유하여 바람통(36)에 유도되는 2차 공기와, 공기 덕트(37c)를 경유하여 애프터 에어 포트(39)에 유도되는 애프터 에어로 분기된다.
도 3은 운전 조건 평가 장치(300)의 하드웨어 구성을 나타내는 도면이다. 운전 조건 평가 장치(300)는, CPU(Central Processing Unit)(301), RAM(Random Access Memory)(302), ROM(Read Only Memory)(303), HDD(Hard Disk Drive)(304), 제 1 입력 I/F(310), 제 1 출력 I/F(320), 제 2 입력 I/F(330), 및 제 2 출력 I/F(340)를 포함하고, 이들이 버스(306)를 통해서 서로 접속되어 구성된다. 또, 운전 조건 평가 장치(300)의 하드웨어 구성은 상기로 한정되지 않고, 제어 회로와 기억 장치의 조합에 의해 구성되더라도 좋다.
도 4는 도 1에 나타낸 보일러(100)의 제어 시스템(1)에 있어서의 제어의 수순(운전 조건 평가 방법의 흐름)을 나타내는 플로차트이다.
도 4에 나타낸 플로차트는, 스텝 1000, 1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000을 조합하여 실행한다. 이하에서는, 각각의 스텝에 대하여 설명한다.
운전 조건 평가 장치(300)의 동작 개시 후, 우선 최초로, 모델 구축 조건ㆍ학습 조건을 설정하는 스텝 1000에서는, 모델 구축 시의 실행 조건 학습 조건 등, 여러 가지의 파라미터 값을 설정한다.
다음으로, 플랜트 특성 모델을 구축하는 스텝 1100에서는, 운전 조건 평가 장치(300)의 시뮬레이션부(410)를 동작시키고, 동작 모델 기억부(406)에 보존되는 동작 모델(106)을 이용하여 플랜트 특성 모델을 구축한다.
다음으로, 조작 방법을 학습하는 스텝 1200에서는, 운전 조건 평가 장치(300)의 시뮬레이션부(410)가 출력하는 가상 프로세스 값(110)이 바람직한 값이 되는 가상 입력 파라미터(109)의 조작 방법을, 조작 방법 학습부(412)를 동작시켜 학습한다. 학습 알고리즘은, 강화 학습 이론 등의 공지의 방식을 이용할 수 있다.
다음으로, 학습 결과(112)를 학습 정보 기억부(414)에 보존하는 스텝 1300에서는, 조작 방법의 학습 결과(112)를 학습 정보 기억부(414)에 보존한다.
다음으로 스텝 1400에서는, 운전 조건 선정부(500)가 선정한 운전 조건을 운전 제어 장치(200)에 출력하고, 운전 지시치 연산부(220)가 제어 로직 기억부(230)에 보존되어 있는 제어 로직 데이터(114) 및 선정된 운전 조건을 이용하여 운전 지시치(116)를 연산하고, 그것에 근거하여 운전 지시치 설정부(240)가 제어 신호(117)를 생성한다.
다음으로, 플랜트를 조작하는 스텝 1500에서는, 운전 지시치 설정부(240)가 제어 신호(117)를 보일러(100)의 각 조작단 1, 2, …, N에 설정한다.
다음으로, 실 프로세스 값(101)을 실 프로세스 값 기억부(402)에 보존하는 스텝 1600에서는, 보일러(100)의 조작 후에 운전 조건 평가 장치(300)에 입력ㆍ보존된 실 프로세스 값 데이터(103)가 실 프로세스 값 변환부(404)에 있어서 모델 구축 데이터(104)(실 프로세스 값 데이터)로 변환되고, 동작 모델 기억부(406)에 보존된다.
다음으로, 모델 데이터 수정 조건을 설정하는 스텝 1700에서는, 모델 수정 시의 실행 조건에 관한 여러 가지의 파라미터 값을 설정한다.
다음으로, 모델 데이터를 수정하는 스텝 1800에서는, 모델 수정부(408)를 동작시키고, 동작 모델을 갱신하고, 또한, 불필요한 데이터를 삭제한다.
다음으로, 모델 데이터 수정 결과의 타당성을 판단하는 스텝 1900은 분기이다. 모델 데이터 수정 결과에 대하여, 판정 기준을 만족하는 경우는 스텝 2000으로 진행하고, 만족하지 않는 경우는 스텝 1700으로 돌아간다. 여기서 판정 수단으로서, 내부 파라미터에 의한 자동 판정과, 표시 장치(920)에 표시되는 모델 데이터 수정 결과를 플랜트의 오퍼레이터가 확인하고, 타당성을 판단하는 수동 판정의 2종류를 생각할 수 있지만, 그 어느 것을 이용하더라도 좋다.
그리고 최후의, 제어의 ON/OFF를 판단하는 스텝 2000은 분기이다. 입력 장치(910)를 통해서 제어의 ON/OFF에 관한 입력이 실행되고, ON의 경우는 스텝 1100으로 돌아가고, OFF의 경우는 일련의 운전 조건 평가 장치(300)에 있어서의 보일러(100)의 제어의 동작을 종료시키는 스텝으로 진행한다.
이상의 동작에 의해, 운전 조건 평가 장치(300)에 의한 보일러(100)의 제어에서는, 보일러(100)의 오퍼레이터가 설정한 모델 조정 조건, 및 학습 조건에 근거하여, 바람직한 가상 프로세스 값이 얻어지는 가상 입력 파라미터의 조작 방법을 자율적으로 학습하고, 그 학습 결과(112)에 근거하여 생성한 제어 신호로 보일러(100)를 조작함으로써, 보일러(100)를 바람직한 운전 상태로 할 수 있다.
여기서 본 실시형태에서는, 복수 회의 학습 결과 중에서, 오퍼레이터가 선택한 운전 모드로 보일러(100)를 가동시킨 경우에 최적의 운전 조건을 선정하고, 그 운전 조건을 이용하여 제어 신호의 생성(스텝 1400)을 행한다. 이하, 도 5를 참조하여, 선정된 운전 모드에 맞는 최적의 운전 조건을 선정하는 처리에 대하여 설명한다. 도 5는 선정된 운전 모드에 맞는 최적의 운전 조건을 선정하는 처리에 대하여 설명의 흐름을 나타내는 플로차트이다.
이하의 처리에 앞서, 스텝 1300에서 복수의 운전 조건에 의한 학습 결과(112)가 학습 정보 기억부(414)에 기억되어 있는 것으로 한다. 스텝 3000에서는 오퍼레이터는, 입력 장치(910)를 조작하여 보일러(100)에 실행시키고 싶은 운전 모드의 입력 조작을 행한다. 운전 모드의 입력 조작은, 예컨대 표시 장치(920)에 복수의 운전 모드의 선택 화면을 표시하고, 그 화면 상에서 드래그 또는 스와이프 조작을 행함으로써 선택을 행할 수 있도록 하더라도 좋다.
스텝 3100에서는 어느 운전 모드가 선정되었는지를 나타내는 입력 신호가 스코어 산출부(418)에 입력된다. 스코어 산출부(418)는, 가중 계수 기억부(420)로부터 선정된 운전 모드에 맞는 스코어 환산 데이터를 읽어낸다. 그리고 학습 정보 기억부(414)에 기억된 각 운전 조건의 가상 프로세스 값에 스코어 환산 데이터에 나타내어진 가중 계수를 승산하고, 그 결과가 보수 제어 장치(930)에 출력된다. 보수 제어 장치(930)의 설정 화면 생성부(931)는, 취득한 결과를 이용하여 가상 프로세스 값 범위의 설정 화면을 생성하고, 표시 장치(920)에 표시한다.
도 6a는 가중 계수 기억부(420)에 기억되는 스코어 환산 데이터의 일례이다. 스코어 환산 데이터는, 운전 모드와 각 운전 모드에 있어서의 기준 스코어를 나타내는 그래프의 식별자를 관련지은 데이터가 기억된다. 예컨대 NOx 저감 모드에서는, 그래프의 세로축을 스코어, 가로축을 NOx 농도로 하는 NOx-스코어 그래프(그래프 2, 도 6b 참조)의 식별자가 관계지어진다. 그 외의 각 운전 모드에 대해서도 기준 스코어를 나타내는 스코어 환산 데이터가 저장된다.
스텝 3200에서는, 표시 장치(920)에 표시된 가상 프로세스 값 범위의 설정 화면에 있어서 희망하는 운전 모드의 기준 스코어의 편집을 행한다. 편집이 불필요한 경우는, 스텝 3200으로부터 스텝 3400은 스킵한다.
또, 도 6a에 기재된 운전 모드 이외에, 메탈 온도 언밸런스 저감 모드가 포함되어 있더라도 좋다. 메탈 온도 언밸런스란, 보일러 내의 메탈(배관 등)의 온도 분포에 관련되는 내용이고, 특정 에리어에 있어서의 온도차를 가리킨다. 메탈 온도 언밸런스는, 복수 개소의 메탈 온도(프로세스 값)의 온도차로부터 계산된다. 이 온도차의 계산은, 소프트 센서 값 연산부(416)에서 행한다.
도 6a에 기재된 메탈 온도(절대치) 저감 모드에 있어서의 메탈 온도(절대치)는 전열관 및 배관 등의 크리프 수명에 관련되는 평가 항목에 사용할 수 있다. 한편, 메탈 온도 언밸런스는 보일러의 신뢰성 확보 외에, 배출 가스의 성분(산소 농도 등)이나 온도의 균일화에 의한 제어성 개선이나 효율 향상에 대한 평가 항목에 사용할 수 있다. 이와 같이, 메탈 온도 언밸런스(소프트 센서)를 이용함으로써 상이한 항목을 평가할 수 있다.
도 7, 8은 가상 프로세스 값 범위의 설정 화면의 화면 표시의 예를 나타낸다. 도 9는 추천 범위 데이터의 일례를 나타낸다. 도 7, 8은 운전 모드로서 "NOx 저감 모드"가 선정되고, NOx 농도의 허용 범위를 제 1 변곡점으로부터 제 2 변곡점까지의 사이의 범위로서 나타낸 화면이다. 여기서 특징적인 점은, 프라이머리 프로세스 값인 NOx 농도의 허용 범위를 편집함에 있어서, NOx 농도의 증감(양음)과는 역방향의 변화를 나타내는 서브(컨플릭트) 프로세스 값인 CO 농도 또는 석탄의 미연분(未燃分)의 입력란이 자동 표시되는 점이다. 도 7의 예에서는, 변곡점 입력 화면의 우측에 스코어 평가 기준의 이미지를 표시하고, 그 이미지 중에 변곡점 변경 가능 범위를 기입한다. 또, 상기 이미지 중의 변곡점 자체를 드래그 또는 스와이프하고, 변곡점을 이동하거나 기울기를 변화시키도록 구성하더라도 좋다.
도 8에서는, 변곡점의 입력은 슬라이드 바를 이용한다. 서브(컨플릭트) 프로세스 값의 변곡점에 대해서는 추천 범위를 표시한다. 추천 범위는, 보수 툴(900)에 구비된 추천 범위 기억부(932)에 도 9에 나타내는 추천 범위 데이터를 미리 준비하여 두고, 설정 화면 생성부(931)가 추천 범위 데이터에 나타내는 관계도로부터 백그라운드에서 산정하여 표시 장치(920)에 표시한다.
추천 범위 데이터의 연산은 백그라운드에서 행하지만, 도 7, 8의 서브(컨플릭트) 프로세스 값 표시란에서 입력 장치(910)로서의 마우스를 우클릭하면, 팝업 화면이 열리고, 도 9의 추천 범위 데이터가 표시되도록 구성되더라도 좋다.
스텝 3300에서는, 오퍼레이터가 가상 프로세스 값 범위의 설정 화면의 스코어 확정 버튼을 누른다. 가중 계수 기억부(420)는, 수정된 스코어 환산 데이터를 기억한다.
스텝 3400에서는, 스코어 산출부(418)는 수정된 스코어 환산 데이터를 이용하여 스코어를 재계산한다. 재계산의 결과는 표시 장치(920)에 표시된다. 그때, 평가 스코어가 상대적으로 높은 운전 조건을, 스코어와 함께 복수 표시한다. 예컨대 도 11에 나타내는 바와 같이, 운전 모드로서 "NOx 저감 모드"가 선정된 경우, "NOx 저감 모드" 중에서 평가 스코어가 상대적으로 높은 운전 조건을 스코어와 함께 표시하더라도 좋다. 또한, 스코어와 그 스코어 산출에 이용된 가상 프로세스 값과 가상 프로세스 값을 연산하기 위해 적용된 가상 입력 파라미터를 일람 표시하더라도 좋다. 이와 같이 스코어 산출에 관련하는 요소를 동시에 하나의 화면 상에 표시함으로써, 오퍼레이터에게 있어서 각각의 상관 관계의 파악이 용이해지고, 효율적으로, 적절한 운전 조건이나 운전 모드의 선택이 가능하게 된다. 또한, 스코어와 가상 프로세스 값, 가상 프로세스 값과 가상 입력 파라미터를 인접하여 표시하더라도 좋다. 이와 같이 표시함으로써, 서로 관계가 강한 요소가 인접 표시되게 되고, 보다 적확한 상관 관계의 파악이 가능하게 된다. 또한, 마우스 등의 입력 장치(910)를 이용하여 오퍼레이터가 표시 대상으로 하는 운전 모드를 전환하는 기능을 마련하더라도 좋다. 이것에 의해, 오퍼레이터 자신이 필요한 운전 모드에 관련되는 정보를 선택적으로 표시 장치(920)에 표시시키는 것이 가능하게 된다.
스텝 3500에서는, 표시 장치(920) 상의 화면에서 하나의 운전 조건을 선정한다. 어느 운전 조건이 선정되었는지를 나타내는 정보가, 운전 조건 선정부(500)에 출력된다.
스텝 3600에서는, 운전 조건 선정부(500)는, 선정된 운전 조건에 포함되는 입력 파라미터를 운전 제어 장치(200)에 출력한다.
본 실시형태에 따르면, 복수의 운전 조건에서 가상 운전을 행한 결과를 평가할 때에, 운전 모드에 따라 평가 기준을 바꾸어 스코어 매기기를 행하고, 운전 조건의 평가를 행할 수 있다.
또한 운전 모드에 따른 평가 기준은, 기준 스코어를 미리 준비하여 두고, 오퍼레이터의 희망에 따라 수정을 더 가할 수 있다. 그때, 수정의 기준이 되는 추천 범위를 표시함으로써 오퍼레이터가 적절한 범위에서 수정을 행할 수 있다.
또한, 프로세스 값의 양음이 역방향으로 변화하는 서브(컨플릭트) 프로세스 값이 있는 경우에는, 가상 프로세스 값의 입력란에 맞추어 서브(컨플릭트) 프로세스 값의 입력란도 표시하고, 그 값을 가상 프로세스 값 입력란의 값과 연동시켜 표시함으로써 서브(컨플릭트) 프로세스 값에 대한 영향도 고려하면서 가상 프로세스 값 범위를 설정할 수 있다.
상기 실시형태는 본 발명을 한정하는 것이 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서의 변형예는 본 발명에 포함된다.
예컨대, 상기에서는 실 프로세스 값으로부터 동작 모델을 구축하는 예에 대하여 설명했지만, 동작 모델 기억부(406)에 기억된 동작 모델을 모델 수정부(408)가 수정하지 않더라도, 즉, 시뮬레이션부(410)는 동작 모델 기억부(406)에 기억된 동작 모델을 읽어내어 그대로 이용하더라도 좋다.
예컨대, 상기에서는 하나의 운전 모드를 선택하고, 그것에 따른 스코어 환산 데이터의 가중 계수를 변화시켰지만, 운전 목적이 상이한 복수의 운전 모드를 선택하고, 각 운전 모드의 가중치 부여는 기준 스코어로부터 변화시키는 일 없이, 선택된 각 운전 모드의 융합 비율을 설정하더라도 좋다. 도 10에 이 예에 대응하는 GUI의 예를 나타낸다.
이때, 하나의 운전 모드를 선택한 후에, 선택된 운전 모드에 관련되는 프로세스 값과 양음이 역방향으로 변화하는 서브(컨플릭트) 프로세스 값이 포함되는 운전 모드에 대해서는 선택할 수 없도록 하더라도 좋다. 컨플릭트하는 프로세스 값을 각각 최적화하고자 하면, 결과적으로 어느 프로세스 값도 스코어가 개선되지 않을 가능성이 있기 때문이다.
도 10에서는, 선택 가능한 운전 모드의 일람을 표시하고, 이 중에서 복수의 운전 모드를 선택한다. 그리고, 원그래프의 면적 비율로 각 운전 모드가 최종 운전 모드에 기여하는 기여율을 지정한다. 도 10에서는, 미연분 저감 모드를 30%, 보기(補機) 동력 저감 모드를 70%의 기여율로 설정하고, 이것을 혼합하여 최종 운전 모드의 스코어를 환산한다.
1 : 보일러 제어 시스템
100 : 보일러(발전 플랜트)
101, 102 : 실 프로세스 값
103 : 실 프로세스 값 데이터
104 : 모델 구축 데이터
106, 108 : 동작 모델
107 : 복합 데이터
109 : 가상 입력 파라미터
110 : 가상 프로세스 값
111, 113 : 학습 정보 데이터
112 : 학습 결과
114 : 제어 로직 데이터
115 : 실 입력 파라미터
116 : 운전 지시치
117 : 제어 신호
200 : 운전 제어 장치
210 : 실 프로세스 값 읽기부
220 : 운전 지시치 연산부
230 : 제어 로직 기억부
240 : 운전 지시치 설정부
300 : 운전 조건 평가 장치
306 : 버스
310 : 제 1 입력 I/F
320 : 제 1 출력 I/F
330 : 제 2 입력 I/F
340 : 제 2 출력 I/F
400 : 가상 운전 실행부
402 : 실 프로세스 값 기억부
404 : 실 프로세스 값 변환부
406 : 동작 모델 기억부
408 : 모델 수정부
410 : 시뮬레이션부
412 : 조작 방법 학습부
414 : 학습 정보 기억부
416 : 소프트 센서 값 연산부
418 : 스코어 산출부
420 : 가중 계수 기억부
422 : 실 입력 파라미터 기억부
500 : 운전 조건 선정부
900 : 보수 툴
910 : 입력 장치(운전 모드 입력부, 조작 부재)
911 : 보수 툴 입력 신호
920 : 표시 장치(운전 모드 입력부, 가상 프로세스 값 설정 화면, 표시부)
930 : 보수 제어 장치
931 : 설정 화면 생성부
932 : 추천 범위 기억부

Claims (8)

  1. 보일러의 운전 조건을 평가하는 운전 조건 평가 장치로서,
    상기 보일러의 운전 모드의 입력을 접수하는 운전 모드 입력부와,
    상기 보일러의 가상적인 동작을 나타내는 동작 모델을 기억하는 동작 모델 기억부와,
    상기 보일러가 구비하는 복수의 조작단의 각각에 설정되는 운전 파라미터의 세트로 이루어지는 운전 조건을 상기 동작 모델에 적용하고, 상기 보일러의 가상 프로세스 값을 연산하는 시뮬레이션부와,
    상기 가상 프로세스 값의 각각에 대하여 운전 모드에 대응하여 정해진 가중 계수를 기억하는 가중 계수 기억부와,
    상기 가중 계수 기억부를 참조하여, 입력된 상기 운전 모드에 대응하는 가중 계수를 결정하고, 상기 가상 프로세스 값에 대하여 가중 계수를 승산한 값을 이용하여, 각 운전 조건의 평가 스코어를 산출하는 스코어 산출부
    를 구비하고,
    상기 운전 모드는, 상기 보일러가 배출하는 NOx의 저감을 우선하는 NOx 저감 모드, 상기 보일러의 연료의 미연분(未燃分) 저감을 우선하는 미연분 저감 모드, 상기 보일러의 효율을 우선하는 보일러 효율 향상 모드, 상기 보일러의 메탈 온도 저감을 우선하는 메탈 온도 저감 모드, 상기 보일러의 보기(補機) 동력 저감을 우선하는 보기 동력 저감 모드 중 적어도 하나를 포함하는
    운전 조건 평가 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 시뮬레이션부가 연산하여 얻은 복수의 가상 프로세스 값을 이용하여 소프트 센서 값을 연산하는 소프트 센서 값 연산부를 더 구비하고,
    상기 가중 계수 기억부는, 상기 소프트 센서 값에 대하여 상기 운전 모드에 따라 정해진 가중 계수를 더 기억하고,
    상기 스코어 산출부는, 상기 소프트 센서 값에 대응하는 상기 가중 계수를 상기 소프트 센서 값에 승산하고, 그 승산한 값을 더 이용하여 각 운전 조건의 평가 스코어를 산출하는
    것을 특징으로 하는 운전 조건 평가 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 운전 모드 입력부는,
    입력된 상기 운전 모드에 있어서 상기 평가 스코어에 주는 영향이 큰 상기 가상 프로세스 값의 목표 범위, 그 목표 범위에 인접하고 상기 가상 프로세스 값의 허용치를 나타내는 허용 범위, 및 상기 허용 범위에 인접하고, 상기 가상 프로세스 값의 비허용치를 나타내는 비허용 범위 중 적어도 어느 하나의 범위를 나타내는 가상 프로세스 값 설정 화면과,
    상기 가상 프로세스 값 설정 화면에 있어서, 상기 목표 범위, 상기 허용 범위 및 상기 비허용 범위 중 적어도 어느 하나의 범위를 이동시키는 입력 조작을 행하는 조작 부재
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 운전 조건 평가 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 가상 프로세스 값 설정 화면에 표시된 제 1 가상 프로세스 값의 상기 목표 범위, 상기 허용 범위 및 상기 비허용 범위 중 적어도 어느 하나의 범위를 양의 방향 또는 음의 방향으로 이동시키는 입력 조작을 행하면, 그 입력 조작에 연동하여 상기 제 1 가상 프로세스 값의 양의 방향 또는 음의 방향과는 역방향의 응답을 나타내는 제 2 가상 프로세스 값이 있는 경우, 상기 제 2 가상 프로세스 값의 상기 목표 범위, 상기 허용 범위 및 상기 비허용 범위 중 적어도 어느 하나의 범위가 상기 가상 프로세스 값 설정 화면에 더 표시되는 것을 특징으로 하는 운전 조건 평가 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 운전 모드 입력부는, 운전 목적이 상이한 복수의 운전 모드의 입력 조작, 및 이들 복수의 운전 모드를 융합시켜 생성하는 최종 운전 모드에 대한 각 운전 모드의 융합 비율의 입력 조작을 접수하고,
    상기 스코어 산출부는, 상기 승산한 값에 당해 운전 모드의 상기 융합 비율을 승산한 결과를 이용하여 상기 최종 운전 모드에 있어서의 각 운전 조건의 평가 스코어를 산출하는
    것을 특징으로 하는 운전 조건 평가 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 운전 모드 입력부는, 미리 정해진 운전 모드로부터 하나 이상의 운전 모드를 선택할 수 있는 운전 모드 설정 화면을 갖고,
    선택된 운전 모드에 있어서, 상기 스코어 산출부에서 산출된 각 운전 조건의 평가 스코어를 표시하는 표시부를 더 구비하는
    것을 특징으로 하는 운전 조건 평가 장치.
  7. 보일러의 운전 조건을 평가하는 운전 조건 평가 방법으로서,
    상기 보일러의 운전 모드의 입력을 접수하는 스텝과,
    상기 보일러가 구비하는 복수의 조작단의 각각에 설정되는 운전 파라미터의 세트로 이루어지는 운전 조건을 동작 모델에 적용하고, 상기 보일러의 가상 프로세스 값을 연산하는 스텝과,
    입력된 상기 운전 모드에 대응하는 가중 계수를 결정하고, 상기 가상 프로세스 값에 대하여 가중 계수를 승산한 값을 이용하여, 각 운전 조건의 평가 스코어를 산출하는 스텝
    을 포함하고,
    상기 운전 모드는, 상기 보일러가 배출하는 NOx의 저감을 우선하는 NOx 저감 모드, 상기 보일러의 연료의 미연분(未燃分) 저감을 우선하는 미연분 저감 모드, 상기 보일러의 효율을 우선하는 보일러 효율 향상 모드, 상기 보일러의 메탈 온도 저감을 우선하는 메탈 온도 저감 모드, 상기 보일러의 보기(補機) 동력 저감을 우선하는 보기 동력 저감 모드 중 적어도 하나를 포함하는
    운전 조건 평가 방법.
  8. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 운전 조건 평가 장치와,
    상기 운전 조건 평가 장치에서 산출된 상기 평가 스코어가 상대적으로 높은 운전 조건 중 하나를 선정하는 운전 조건 선정 장치와,
    상기 운전 조건 선정 장치에서 선정된 상기 운전 조건에 근거하여 상기 조작단을 제어하는 운전 제어 장치
    를 구비하는 보일러의 제어 시스템.
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