火力発電プラントの運転制御システム及びその方法
【課題】 ボイラー内の燃料が無くなることがないように且つ燃料製造段階の残留燃料が最小になるように燃料供給を制御しつつ、火力発電プラントの運転を停止する運転制御システム及びその方法を提供すること。
【解決手段】火力発電プラントの運転を停止する運転制御システムであって、運転停止の際に燃料が停留するおそれのある、燃料製造工程の複数個の燃料保有器と、前記燃料保有器に対して設けられた燃料供給停止装置、燃料量センサ及び流量センサと、前記燃料量センサ及び流量センサから残留燃料データ及び流量データを夫々受け取り、前記燃料供給停止装置に対して前記燃料保有器への燃料供給停止を指令する運転制御装置とを備え、前記運転制御装置は、前記残留燃料データと前記流量データに基づいて前記燃料保有器の各々の燃料消費時間を決定し、該燃料消費時間に基づいて、運転停止スケジュールを策定する。
【解決手段】火力発電プラントの運転を停止する運転制御システムであって、運転停止の際に燃料が停留するおそれのある、燃料製造工程の複数個の燃料保有器と、前記燃料保有器に対して設けられた燃料供給停止装置、燃料量センサ及び流量センサと、前記燃料量センサ及び流量センサから残留燃料データ及び流量データを夫々受け取り、前記燃料供給停止装置に対して前記燃料保有器への燃料供給停止を指令する運転制御装置とを備え、前記運転制御装置は、前記残留燃料データと前記流量データに基づいて前記燃料保有器の各々の燃料消費時間を決定し、該燃料消費時間に基づいて、運転停止スケジュールを策定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火力発電プラントの運転制御システムに関し、更に具体的には、火力発電プラントの運転停止のための運転制御システム及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
火力発電プラントでは、設備の保守・点検、修理、更新等のため、プラントの運転を一時的に停止する必要が生じる。石炭を使用する火力発電プラントの場合、プラント稼働中に石炭の供給が途絶えないように細心の注意をしながら、プラント停止時刻に合わせて燃料の石炭の供給を徐々に減少している。
【特許文献１】特開2001-250572（平成13年9月14日公開）発明の名称「燃料電池発電システム」
【特許文献２】特開2001-346333（平成13年12月14日公開）発明の名称「発電プラント運転制御方法及び運転制御装置」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、現時点で国内に２台しか稼働していないような最新鋭の火力発電プラントの場合、後で詳しく説明するように、燃料として、石炭、水、石灰石から成るＣＷＰ（Coal Water Paste）を使用しているため、従来の石炭のみを使用する一般的な火力発電プラントと同じように運転を停止すると種々の問題が発生することが判明した。なお、これら問題点は、対象となる火力発電プラントが最新鋭のため、未だ公知のものとはなっていないと思われる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
従って、本発明は、ボイラー内の燃料が無くなることがないように燃料供給を制御しつつ、火力発電プラントの運転を停止する運転制御システム及びその方法を提供することを目的とする。
更に、本発明は、ボイラー内の燃料が無くなることがないように且つ燃料製造段階の残留燃料が最小になるように燃料供給を制御しつつ、火力発電プラントの運転を停止する運転制御システム及びその方法を提供することを目的とする。
【０００５】
本発明に係る運転制御システムは、火力発電プラントの運転を停止する運転制御システムであって、運転停止の際に燃料が残留するおそれのある、燃料製造工程の複数個の燃料保有器に関して、該保有器内の燃料が実質的に無くなるまでの燃料消費時間を夫々算出し、該燃料製造工程の上流側の燃料保有器から順に、燃料の供給を停止した後当該燃料保有器の燃料消費時間の経過後に次段階の燃料保有器の燃料の供給を停止する。
【０００６】
更に、本発明に係る運転制御システムでは、運転停止の際に燃料が残留するおそれのある、燃料製造工程の複数個の燃料保有器に関して、該保有器内の燃料が実質的に無くなるまでの燃料消費時間を計算する燃料消費計算手段と、前記燃料保有器の各々に関する前記燃料消費時間に基づいて、前記火力発電プラントの運転を停止する運転停止スケジュールを策定する運転停止スケジュール策定手段と、前記運転停止スケジュールに沿って、前記火力発電プラントの運転を停止する運転停止手段とを備える。
【０００７】
更に、上述の運転制御システムは、前記燃料消費計算手段では、燃料消費時間＝（残留燃料）／（燃料流量）から、前記燃料保有器の各々の燃料消費時間が決定される。
【０００８】
更に、上述の運転制御システムでは、前記残留燃料は、前記燃料保有器の各々の燃料の最低保持量に基づいて補正されている。
【０００９】
更に、上述の運転制御システムでは、前記燃料流量は、前記火力発電プラントの停止時の負荷低減特性に基づいて補正されている。
【００１０】
更に、上述の運転制御システムでは、前記運転停止スケジュール策定手段は、前記燃料保有器の各々に関して、製造工程の最初の方から順に、当該燃料保有器の燃料消費時間経過時に残留燃料は消費されたものとしてとして該燃料保有器からの燃料の流出を停止する。
【００１１】
更に、本発明に係る運転制御システムは、運転停止の際に燃料が停留するおそれのある、燃料製造工程の複数個の燃料保有器と、前記燃料保有器の各々に対して設けられた燃料供給停止装置、燃料量センサ及び流量センサと、前記燃料量センサ及び流量センサから残留燃料データ及び流量データを夫々受け取り、前記燃料供給停止装置に対して前記燃料保有器への燃料供給停止を指令する運転制御装置とを備え、前記運転制御装置は、前記残留燃料データと前記流量データに基づいて前記燃料保有器の各々の燃料消費時間を決定し、該燃料消費時間に基づいて、運転停止スケジュールを策定する。
【００１２】
更に、上述の運転制御システムでは、前記運転制御装置は、記燃料保有器の各々の燃料消費時間を、燃料消費時間＝（残留燃料）／（燃料流量）に基づき決定する。
【００１３】
更に、上述の運転制御システムでは、前記残留燃料は、前記燃料保有器の各々の燃料の最低保持量に基づいて補正されている。
【００１４】
更に、上述の運転制御システムでは、前記燃料流量は、前記火力発電プラントの停止時の負荷低減特性に基づいて補正されている。
【００１５】
更に、上述の運転制御システムでは、前記運転制御装置は、燃料製造工程の後段から前段に向かって各変量保有器の前記燃料消費時間を当てはめて、運転停止スケジュールを策定する。
【００１６】
更に、上述の運転制御システムでは、前記火力発電プラントは、燃料として、石炭、水、石灰石から成るＣＷＰを使用している。
【００１７】
更に、本発明に係る火力発電プラントは、上述の運転制御システムを備えた火力発電プラントである。
【００１８】
更に、本発明に係る火力発電プラントの運転を停止する運転制御方法は、運転停止の際に燃料が残留するおそれのある、燃料製造工程の複数個の燃料保有器に関して、該保有器内の燃料が実質的に無くなるまでの燃料消費時間を計算し、前記燃料保有器の各々に関する前記燃料消費時間に基づいて、前記火力発電プラントの運転を停止する運転停止スケジュールを策定し、前記運転停止スケジュールに沿って、前記火力発電プラントの運転を停止する。
【００１９】
更に、本発明に係る、運転制御装置によって実行される火力発電プラントの運転を停止する運転制御方法は、運転停止の際に燃料が停留するおそれのある、燃料製造工程の複数個の燃料保有器の各々に対して、燃料供給停止装置、燃料量センサ及び流量センサが設けられ、前記運転制御装置は、前記燃料量センサ及び流量センサから残留燃料データ及び流量データを夫々受けとり、前記残留燃料データと前記流量データに基づいて前記燃料保有器の各々の燃料消費時間を決定し、前記燃料消費時間に基づいて、運転停止スケジュールを策定し、前記燃料供給停止装置に対して、前記燃料保有器への燃料供給停止を指令する。
【００２０】
更に、本発明に係るプログラムは、上述の火力発電プラントの運転を停止する運転制御方法を規定した、コンピュータにより読取り且つ実行可能なプログラムである。
【００２１】
更に、本発明に係るプ記録媒体は、上述のプログラムを記録した記録媒体である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ボイラー内の燃料が無くなることがないように燃料供給を制御しつつ、火力発電プラントの運転を停止する運転制御システム及びその方法を提供することが出来る。
【００２３】
更に、本発明によれば、ボイラー内の燃料が無くなることがないように且つ燃料製造段階の残留燃料が最小になるように燃料供給を制御しつつ、火力発電プラントの運転を停止する運転制御システム及びその方法を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
［火力発電プラント］
（ＰＦＢＣ複合発電設備）
図１は、本出願人の運用している発電所の概要を示す図であり、ここでは、ＰＦＢＣ(Pressurized Fluidized Bed Combustion加圧流動床)複合発電方式を採用している。簡単に説明すると、このＰＦＢＣ複合発電プラントは、加圧流動床ボイラー４と、発電機１２に連結された蒸気タービン１１と、発電機７に連結されたガスタービン５とを備えている。
【００２５】
このような複合発電方式(combined cycle)では、加圧流動床ボイラー４で発生した蒸気で蒸気タービン１１を駆動し、更に加圧流動床ボイラー４で発生した排ガス（高温・高圧ガス）でガスタービン５を駆動し、各タービン１１，５は発電機１２，７に夫々連結されて、電気を作っている。加圧流動床ボイラー４は、流動床燃焼を加圧下で行い、蒸気を発生させている。流動床燃焼とは、適当な大きさ（例えば、６mm以下）の石炭に下方から空気を吹き付け或る高さにふわふわと浮いた状態（流動状態）にして燃焼させる事をいい、流動床燃料を加圧下で行う場合は加圧流動床燃焼（１３）と呼んでいる。大気状態で燃焼させる常圧流動床ボイラーに比較して、加圧流動床燃焼は燃焼効率が高く、設備をコンパクトにすることが出来る。
【００２６】
石炭を使用する一般的な火力発電設備と異なり、このような加圧流動床燃焼（１３）を行うため、燃料１としては、石炭、水、石灰石から成るＣＷＰ（Coal Water Paste）２を使用している。石灰石は硫黄酸化物ＳＯx除去対策のために使用され、石炭と共に火炉内に投入されて、石炭の燃焼によって発生する硫黄酸化物ＳＯxと反応してこれを除去する炉内脱硫作用を行っている。
【００２７】
なお、脱硝装置８は窒素酸化物ＮＯxを除去するために設けられ、遠心式２段サイクロン６及びバグフィルタ（濾過式集塵機）９は、煙突１０に突入前の煤塵除去のために設けられている。
【００２８】
（燃料製造設備）
図２は、図１のＰＦＢＣ複合発電設備の一部である燃料製造設備の詳細を示す図である。先ず、原料となる石炭が、原炭バンカ２０−１，２０−２に投入され、原炭供給機２２から粗粉砕機２３に送られて粉砕され６ｍｍ以下の粗粉炭となり、粗粉砕炭コンベア２４により分級機２５でふるい（篩い）にかけられ１０ｍｍ以下の粗粉炭のみが選別される。この粗粉炭は、粗粉砕炭コンベア２７、２８により、一旦、２台の中継ホッパ２９へ送られる。１台は、混練機用給炭機３１からＣＷＰを製造する混練機３８に送られる粗粉炭を貯え、他の１台は、微粉砕機用給炭機３０から微粉砕機３２に送られる粗粉炭を貯える。
【００２９】
微粉砕機３２に送られた粗粉炭は、更にすり潰されて微粉炭となり、原水タンク３４からの水と混ぜ合わせられることにより、スラリという燃料になる。スラリは、中継タンク３３からスラリ移送ポンプ３５によりスラリサービスタンク３６に送られ、スラリ供給ポンプ３７により混練機３８に送られる。
【００３０】
他の原料である石灰石が、石灰石バンカ４４に投入され、石灰石供給機４５、石灰石コンベヤ４６を経て混練機用給炭機３１から粗粉炭と共に混練機３８に送られる。また、原水タンク３４から水も混練機３８に送られる。
【００３１】
混練機３８によって、スラリと、粗粉炭及び石灰石と、水とが混ぜ合わせられることで、ＣＷＰとなる。製造されたＣＷＰは、ＣＷＰ分配コンベヤ３９によってＣＷＰタンク４０に運ばれ一時保管され、ＣＷＰポンプ４１によりＣＷＰノズル４２を介してボイラー４（図１参照）へと送られる。
【００３２】
一般の石炭のみを使用する火力発電プラントでは、制御用コンピュータによるプラント自動停止（APS）を行っても、燃料供給関係に後述するような問題は生じなかった。しかし、図２のような燃料製造設備の場合、従来のプラント自動停止（APS）では、プラント停止後に燃料製造設備の各燃料保有器（図中、ハッチングを付して表す。）の内部に多量の燃料が残ってしまう。具体的には、燃料保有器として、原炭バンカ２０、中継ホッパ２９、中継タンク３３、スラリサービスタンク３６及びＣＷＰタンク４０が対象となる。
【００３３】
このような残留燃料は、プラント停止期間が長期に亘ると、原炭バンカ２０，中継ホッパ２９内では石炭の発熱の恐れがある。また、スラリサービスタンク３６，ＣＷＰタンク４０内では、残留スラリ，ＣＷＰの性状が変化し、燃料として再度使用することができなくなる。
【００３４】
このような各保有器内の残留燃料の対策として、プラント停止時に、燃料製造工程の保有器の部分のみ還流パスを設けて循環運転することで、停止期間が比較的短ければ或る程度の性状変化を回避することは出来る。しかし、循環運転を行うには、追加的な動力費を必要とし、また循環系統内のポンプに使用される容積式ホースポンプは使用寿命が比較的短いことから、プラント停止期間中に連続して循環運転を行うのは望ましくない。従って、プラント停止期間が長期に渡り、循環運転によってもスラリ、ＣＷＰの性状を維持できない場合には、各燃料保有器に対して仮設配管を設置し、内部の残留燃料を系統外に抜き取らなければならなかった。
【００３５】
一方、プラントの運転停止に際して、燃料製造設備工程の燃料が全くなくなり、結果的にプラントの予定停止時刻前にボイラーに供給される燃料が無くなるような状態は回避しなければならない。
【００３６】
本発明者等は、このような条件下で、プラント停止に際して、各燃料保有器の残留燃料を最小にする研究に着手した。各燃料保有器の残留燃料を最小に出来れば、石炭に関しては、特に原炭バンカ２１、中継ホッパ２９等に残留する石炭の発熱の軽減、残留石炭の抜き取り作業量の軽減が期待出来る。また、スラリ，ＣＷＰに関しても、性状変化量の低減、抜き取り作業量の軽減，および系統内移送作業量の軽減が期待出来る。
【００３７】
［火力発電プラントの運転制御システム］
そこで、本発明者等は、プラント停止を行う際に、燃料消費計算と、これに基づきプラント停止スケジュールの策定を行い、これに従ってプラントを停止することにより、ボイラー内の燃料が無くなることがないように燃料供給を制御しつつ、各燃料保有器内の残留燃料を可能な限り低減させる火力発電プラントの運転制御システムを完成したのである。
【００３８】
（運転制御システム）
図３は、火力発電プラントの運転制御システムの内、特に運転停止に関連する部分を簡単に説明する図である。図中左側には、各燃料保有器（図２でハッチングを付した要素。）を燃料製造工程の順に上から表示する。具体的には、燃料保有器として、原炭バンカ２０、中継ホッパ２９、中継タンク３３、スラリサービスタンク３６及びＣＷＰタンク４０を図示する。各燃料保有器には、その左側に図示するように、燃料供給停止装置と、燃料量センサと、流量センサとが夫々備えられている。
【００３９】
具体的には、原炭バンカ２０に対しては燃料供給停止装置５１，燃料量センサ５２及び流量センサ５３が、中継ホッパ２９に対しては、燃料供給停止装置５４，燃料量センサ５５及び流量センサ５６が、中継タンク３３に対しては、燃料供給停止装置５７，燃料量センサ５８及び流量センサ５９が、スラリサービスタンク３６に対しては、燃料供給停止装置５７，燃料量センサ６１及び流量センサ６２が、及びＣＷＰタンク４０に対しては、燃料供給停止装置６３，燃料量センサ６４及び流量センサ６５が、夫々備えられている。
【００４０】
各燃料量センサで検出された各燃料保有器内の消費すべき燃料（残留燃料）の量を表示するデータは、運転制御装置６６に夫々送られる。同様に、各流量センサで検出された各燃料保有器に流入又は各燃料保有器から流出する燃料の流量を表示するデータは、運転制御装置６６に夫々送られる。
【００４１】
運転制御装置６６からの燃料供給停止信号が、燃料供給停止装置５１，５４，５７，６３に夫々送られて、各燃料保有器２０，２９，３３，３６，４０に対する燃料供給を夫々停止する。
【００４２】
この運転制御システムは、図４に示すように運転制御される。
（運転制御方法）
図４は、火力発電プラントの運転制御方法の内、特に運転停止に関連する部分を示すフローチャートである。
ステップＳ１０で、各燃料保有器に関して、燃料消費を計算する。
ステップＳ２０で、上記燃料消費の計算結果に基づいて、運転停止スケジュールを策定する。
ステップＳ３０で、上記策定された運転停止スケジュールに基づいて、プラント停止を実行する。
【００４３】
これらステップの内容について説明する。
ステップＳ１０の各燃料保有器の燃料消費計算は、基本的には、各燃料保有器に関して、燃料供給停止装置により当該燃料保有器への燃料供給が停止してから、当該燃料保有器から燃料が消費されるのみの状態で、消費すべき燃料（残留燃料）が実質的に無くなるまでの時間を算出することをいう。
【００４４】
従って、基本的には、各燃料保有器に関して、図３で説明した燃料量センサからの残留燃料量データと、流量センサからの燃料流量データに基づいて、運転制御装置６６で、燃料消費時間＝（残留燃料）／（燃料流量）から計算することが出来る。具体的には、原炭バンカ２０の燃料消費計算は、供給停止装置５１により原炭バンカへの燃料供給が停止した時点において、燃料量センサ５２により検出された原炭バンカ内の残留燃料量データと、流量センサ５３により検出された燃料流量データとにより、運転制御装置６６にて、（残留燃料量）／（燃料流量）により燃料消費時間が算出される。他の燃料保有器２９，３３，３６，４０も同様に計算される。
【００４５】
しかし、実際問題として、この燃料消費計算には、以下のような２つの補正が必要になる。
第１の補正に関して説明すると、プラント停止時に予定のプラント停止時刻より先にボイラーへの燃料供給が無くなることを回避するために（即ち、安全にプラントを停止するために）、各燃料保有器に対して燃料の最低保持量（低減目標値）が規定されている。従って、上述の「残留燃料が実質的に無くなるまでの時間」の意味は、実際のプラントの停止では、保有器の残留燃料の量がこの最低保持量に達するまでの時間を意味している。従って、燃料消費計算式の分母の（残留燃料）は、この低減目標値に沿って補正する必要がある。
【００４６】
更に、第２の補正に関して説明すると、実際の火力発電プラントの停止は、一度にその負荷を低減して停止するのではなく、多段階の負荷低減操作に従って実行されている。図５は、火力発電プラントの停止時の負荷状態を示す図である。プラント停止時には、第１段階として、通常運転負荷状態（１２５〜２５０ＭＷ）からの停止操作開始時刻（時刻ｔ1）から所定の減負荷特性Iに従って５０％負荷まで負荷を減少し、更に第２段階として時刻ｔ3から所定の減負荷特性IIに従って２２％負荷まで負荷を減少し、更に第３段階として時刻ｔ5で運転を停止（即ち、発電機を解列）している。従って、燃料消費計算式の分母の（燃料流量）は、この多段階の負荷低減特性に沿って時間の推移と共に補正する必要がある。
【００４７】
図６は、各燃料保有器に関して、必要な補正を含めて計算された燃料消費計算の計算結果を模式的に示した図である。左端のＣＷＰタンク４０の燃料消費時間ＴCWPを、燃料消費時間ＴCWP＝（補正済み残留燃料）／（補正済み燃料流量）から算出し、この燃料消費時間ＴCWPを表示する長さを持つ両端矢印の線分ＴCWPで表示している。同様に、スラリサービスタンク３６の燃料消費時間を線分Ｔで表示し、中継タンク３３の燃料消費時間を線分Ｔタンクで表示し、中継ホッパ２９の燃料消費時間を線分Ｔホッパで表示し、原炭バンカ２０の燃料消費時間を線分Ｔバンカで表示している。
【００４８】
（運転停止スケジュールの策定）
図７は、図４のフローチャートのステップＳ２０の運転停止スケジュールの策定、即ち、図６の燃料消費計算結果に基づいて火力発電プラントの運転停止スケジュールを策定する方法を説明する図である。
運転停止スケジュールは、最下流の燃料保有器であるＣＷＰタンク４０から上流の保有器に向かって、算出された燃料消費時間を積み上げる（累積する）ことにより行われる。
【００４９】
先ず、発電プラントの停止時刻Ｔ6を決定する。
次に、時刻Ｔ6を基準として、ＣＷＰタンク４０の燃料消費時間ＴCWP（図６参照）をとり、ＣＷＰタンクへの張り込み停止（燃料供給停止）時刻Ｔ5を決定する。
同様に、時刻Ｔ5を基準として、スラリサービスタンク３６の燃料消費時間Ｔスラリをとり、スラリサービスタンクへの張り込み停止時刻Ｔ4を決定する。
同様に、時刻Ｔ4を基準として、中継タンク３３の燃料消費時間Ｔタンクをとり、中継タンクへの張り込み停止時刻Ｔ3を決定する。
同様に、時刻Ｔ3を基準として、中継ホッパ２９の燃料消費時間Ｔホッパをとり、中継ホッパへの張り込み停止時刻Ｔ2を決定する。
同様に、時刻Ｔ2を基準として、原炭バンカ２０の燃料消費時間Ｔバンカをとり、原炭バンカへの張り込み停止時刻Ｔ1を決定する。
【００５０】
こうして、時刻Ｔ1で原炭バンカ２０への燃料供給を停止し、時刻Ｔ2で中継ホッパ２９への燃料供給を停止し、時刻Ｔ3で中継タンク３３への燃料供給を停止し、時刻Ｔ4でスラリサービスタンク３６への燃料供給を停止し、時刻Ｔ5でＣＷＰタンク４０への燃料供給を停止する内容の運転停止スケジュールが策定される。
【００５１】
図４のステップＳ３０のプラントの停止は、図７のように策定された運転停止スケジュールに沿って実行される。
【００５２】
［代替手段、実施形態の効果等］
（実施例の効果）
(1)ＰＦＢＣ複合発電プラントの運転停止に関して、本実施形態による方法の効果を確認した。従来のＡＰＳに従って運転停止を行ったところ、燃料保有器全体（原炭バンカ、中継ホッパ、中継タンク、スラリサービスタンク及びＣＷＰタンク）で１７１３．４トンの残留燃料が発生した。これに対して、本実施形態に従って運転停止を行ったところ、燃料保有器全体で３１２．６トンの残留燃料にすぎなかった。残留燃料の、実に８１．８％減少することが出来た。
【００５３】
この場合のコスト比較は、種々の要因があり一概には決められないが、粗粉砕炭抜き取り移送費用、スラリ，ＣＷＰ抜き取り移送費用、スラリ，ＣＷＰ脱水処理費用を現時点で計算すると、本実施形態に従う運転停止方法によると、一回の運転停止で２〜３千万円のコスト削減が達成できる。
【００５４】
（その他）
本発明は、複数工程を経て製造される燃料を使用する火力発電プラントの運転制御に於いて、火力発電プラントの停止の際に、停止時前にはボイラーへの燃料の供給を絶やすことなく、中間工程の残量燃料を最小限にする装置及び方法を提供するものである。
従って、上記実施形態は、本出願人の運用している発電所のＰＦＢＣ複合発電方式を採用する発電プラントに沿って説明したが、これに限定されるものでない。全ての火力発電プラントに適用される。
【００５５】
また、燃料保有器の名称，個数等は、上記実施例の限定されるものでない。ボイラーへの燃料が複数工程を経て製造される火力発電プラントに適用される。
燃料消費時間の計算式、燃料消費時間＝（残留燃料）／（燃料流量）に関して、２つの補正事項を挙げたが、これに限定されない。本質的に、この計算式の思想を採用する限り、現実の火力発電プラントに起因する種々の補正がなされても、これらは全て本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の範囲の記載に基づいて決定される。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は、本実施形態の対象となるＰＦＢＣ複合発電設備を示す図である。
【図２】図２は、図１のＰＦＢＣ複合発電設備の一部である燃料製造設備を示す図である。
【図３】図３は、火力発電プラントの運転制御システムの内、特に運転停止に関連する部分を簡単に説明する図である。
【図４】図４は、火力発電プラントの運転制御方法の内、特に運転停止に関連する部分を示すフローチャートである。
【図５】図５は、火力発電プラントの停止時の負荷状態を示す図である。
【図６】図６は、各燃料保有器に関して必要な補正を含めて計算された燃料消費計算の計算結果を模式的に示した図である。
【図７】図７は、図６の燃料消費計算結果に基づいて火力発電プラントの運転停止スケジュールを策定する方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００５７】
４：加圧流動床ボイラー、５：ガスタービン、６：サイクロン、７：発電機、８：廃熱回収熱交換器、９：バグフィルタ、１０：煙突、１１：蒸気タービン、１２：発電機、２０−１，２０−２：原炭バンカ、２２：原炭供給器、２３：粗粉砕機、２４：粗粉砕炭コンベア、２５：分級機、２７：粗粉砕炭コンベア、２８：粗粉砕炭コンベア、２９：中継ホッパ、３１：混練機用給炭機、３２：微粉砕機、３３：中継タンク、３５：スラリ移送ポンプ、３６：スラリサービスタンク、３７：スラリ供給ポンプ、３８：混練機、３９：ＣＷＰ分配コンベヤ、４４：石灰石バンカ、４０：ＣＷＰタンク、４１：ＣＷＰポンプ、４２：ＣＷＰノズル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火力発電プラントの運転制御システムに関し、更に具体的には、火力発電プラントの運転停止のための運転制御システム及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
火力発電プラントでは、設備の保守・点検、修理、更新等のため、プラントの運転を一時的に停止する必要が生じる。石炭を使用する火力発電プラントの場合、プラント稼働中に石炭の供給が途絶えないように細心の注意をしながら、プラント停止時刻に合わせて燃料の石炭の供給を徐々に減少している。
【特許文献１】特開2001-250572（平成13年9月14日公開）発明の名称「燃料電池発電システム」
【特許文献２】特開2001-346333（平成13年12月14日公開）発明の名称「発電プラント運転制御方法及び運転制御装置」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、現時点で国内に２台しか稼働していないような最新鋭の火力発電プラントの場合、後で詳しく説明するように、燃料として、石炭、水、石灰石から成るＣＷＰ（Coal Water Paste）を使用しているため、従来の石炭のみを使用する一般的な火力発電プラントと同じように運転を停止すると種々の問題が発生することが判明した。なお、これら問題点は、対象となる火力発電プラントが最新鋭のため、未だ公知のものとはなっていないと思われる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
従って、本発明は、ボイラー内の燃料が無くなることがないように燃料供給を制御しつつ、火力発電プラントの運転を停止する運転制御システム及びその方法を提供することを目的とする。
更に、本発明は、ボイラー内の燃料が無くなることがないように且つ燃料製造段階の残留燃料が最小になるように燃料供給を制御しつつ、火力発電プラントの運転を停止する運転制御システム及びその方法を提供することを目的とする。
【０００５】
本発明に係る運転制御システムは、火力発電プラントの運転を停止する運転制御システムであって、運転停止の際に燃料が残留するおそれのある、燃料製造工程の複数個の燃料保有器に関して、該保有器内の燃料が実質的に無くなるまでの燃料消費時間を夫々算出し、該燃料製造工程の上流側の燃料保有器から順に、燃料の供給を停止した後当該燃料保有器の燃料消費時間の経過後に次段階の燃料保有器の燃料の供給を停止する。
【０００６】
更に、本発明に係る運転制御システムでは、運転停止の際に燃料が残留するおそれのある、燃料製造工程の複数個の燃料保有器に関して、該保有器内の燃料が実質的に無くなるまでの燃料消費時間を計算する燃料消費計算手段と、前記燃料保有器の各々に関する前記燃料消費時間に基づいて、前記火力発電プラントの運転を停止する運転停止スケジュールを策定する運転停止スケジュール策定手段と、前記運転停止スケジュールに沿って、前記火力発電プラントの運転を停止する運転停止手段とを備える。
【０００７】
更に、上述の運転制御システムは、前記燃料消費計算手段では、燃料消費時間＝（残留燃料）／（燃料流量）から、前記燃料保有器の各々の燃料消費時間が決定される。
【０００８】
更に、上述の運転制御システムでは、前記残留燃料は、前記燃料保有器の各々の燃料の最低保持量に基づいて補正されている。
【０００９】
更に、上述の運転制御システムでは、前記燃料流量は、前記火力発電プラントの停止時の負荷低減特性に基づいて補正されている。
【００１０】
更に、上述の運転制御システムでは、前記運転停止スケジュール策定手段は、前記燃料保有器の各々に関して、製造工程の最初の方から順に、当該燃料保有器の燃料消費時間経過時に残留燃料は消費されたものとしてとして該燃料保有器からの燃料の流出を停止する。
【００１１】
更に、本発明に係る運転制御システムは、運転停止の際に燃料が停留するおそれのある、燃料製造工程の複数個の燃料保有器と、前記燃料保有器の各々に対して設けられた燃料供給停止装置、燃料量センサ及び流量センサと、前記燃料量センサ及び流量センサから残留燃料データ及び流量データを夫々受け取り、前記燃料供給停止装置に対して前記燃料保有器への燃料供給停止を指令する運転制御装置とを備え、前記運転制御装置は、前記残留燃料データと前記流量データに基づいて前記燃料保有器の各々の燃料消費時間を決定し、該燃料消費時間に基づいて、運転停止スケジュールを策定する。
【００１２】
更に、上述の運転制御システムでは、前記運転制御装置は、記燃料保有器の各々の燃料消費時間を、燃料消費時間＝（残留燃料）／（燃料流量）に基づき決定する。
【００１３】
更に、上述の運転制御システムでは、前記残留燃料は、前記燃料保有器の各々の燃料の最低保持量に基づいて補正されている。
【００１４】
更に、上述の運転制御システムでは、前記燃料流量は、前記火力発電プラントの停止時の負荷低減特性に基づいて補正されている。
【００１５】
更に、上述の運転制御システムでは、前記運転制御装置は、燃料製造工程の後段から前段に向かって各変量保有器の前記燃料消費時間を当てはめて、運転停止スケジュールを策定する。
【００１６】
更に、上述の運転制御システムでは、前記火力発電プラントは、燃料として、石炭、水、石灰石から成るＣＷＰを使用している。
【００１７】
更に、本発明に係る火力発電プラントは、上述の運転制御システムを備えた火力発電プラントである。
【００１８】
更に、本発明に係る火力発電プラントの運転を停止する運転制御方法は、運転停止の際に燃料が残留するおそれのある、燃料製造工程の複数個の燃料保有器に関して、該保有器内の燃料が実質的に無くなるまでの燃料消費時間を計算し、前記燃料保有器の各々に関する前記燃料消費時間に基づいて、前記火力発電プラントの運転を停止する運転停止スケジュールを策定し、前記運転停止スケジュールに沿って、前記火力発電プラントの運転を停止する。
【００１９】
更に、本発明に係る、運転制御装置によって実行される火力発電プラントの運転を停止する運転制御方法は、運転停止の際に燃料が停留するおそれのある、燃料製造工程の複数個の燃料保有器の各々に対して、燃料供給停止装置、燃料量センサ及び流量センサが設けられ、前記運転制御装置は、前記燃料量センサ及び流量センサから残留燃料データ及び流量データを夫々受けとり、前記残留燃料データと前記流量データに基づいて前記燃料保有器の各々の燃料消費時間を決定し、前記燃料消費時間に基づいて、運転停止スケジュールを策定し、前記燃料供給停止装置に対して、前記燃料保有器への燃料供給停止を指令する。
【００２０】
更に、本発明に係るプログラムは、上述の火力発電プラントの運転を停止する運転制御方法を規定した、コンピュータにより読取り且つ実行可能なプログラムである。
【００２１】
更に、本発明に係るプ記録媒体は、上述のプログラムを記録した記録媒体である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ボイラー内の燃料が無くなることがないように燃料供給を制御しつつ、火力発電プラントの運転を停止する運転制御システム及びその方法を提供することが出来る。
【００２３】
更に、本発明によれば、ボイラー内の燃料が無くなることがないように且つ燃料製造段階の残留燃料が最小になるように燃料供給を制御しつつ、火力発電プラントの運転を停止する運転制御システム及びその方法を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
［火力発電プラント］
（ＰＦＢＣ複合発電設備）
図１は、本出願人の運用している発電所の概要を示す図であり、ここでは、ＰＦＢＣ(Pressurized Fluidized Bed Combustion加圧流動床)複合発電方式を採用している。簡単に説明すると、このＰＦＢＣ複合発電プラントは、加圧流動床ボイラー４と、発電機１２に連結された蒸気タービン１１と、発電機７に連結されたガスタービン５とを備えている。
【００２５】
このような複合発電方式(combined cycle)では、加圧流動床ボイラー４で発生した蒸気で蒸気タービン１１を駆動し、更に加圧流動床ボイラー４で発生した排ガス（高温・高圧ガス）でガスタービン５を駆動し、各タービン１１，５は発電機１２，７に夫々連結されて、電気を作っている。加圧流動床ボイラー４は、流動床燃焼を加圧下で行い、蒸気を発生させている。流動床燃焼とは、適当な大きさ（例えば、６mm以下）の石炭に下方から空気を吹き付け或る高さにふわふわと浮いた状態（流動状態）にして燃焼させる事をいい、流動床燃料を加圧下で行う場合は加圧流動床燃焼（１３）と呼んでいる。大気状態で燃焼させる常圧流動床ボイラーに比較して、加圧流動床燃焼は燃焼効率が高く、設備をコンパクトにすることが出来る。
【００２６】
石炭を使用する一般的な火力発電設備と異なり、このような加圧流動床燃焼（１３）を行うため、燃料１としては、石炭、水、石灰石から成るＣＷＰ（Coal Water Paste）２を使用している。石灰石は硫黄酸化物ＳＯx除去対策のために使用され、石炭と共に火炉内に投入されて、石炭の燃焼によって発生する硫黄酸化物ＳＯxと反応してこれを除去する炉内脱硫作用を行っている。
【００２７】
なお、脱硝装置８は窒素酸化物ＮＯxを除去するために設けられ、遠心式２段サイクロン６及びバグフィルタ（濾過式集塵機）９は、煙突１０に突入前の煤塵除去のために設けられている。
【００２８】
（燃料製造設備）
図２は、図１のＰＦＢＣ複合発電設備の一部である燃料製造設備の詳細を示す図である。先ず、原料となる石炭が、原炭バンカ２０−１，２０−２に投入され、原炭供給機２２から粗粉砕機２３に送られて粉砕され６ｍｍ以下の粗粉炭となり、粗粉砕炭コンベア２４により分級機２５でふるい（篩い）にかけられ１０ｍｍ以下の粗粉炭のみが選別される。この粗粉炭は、粗粉砕炭コンベア２７、２８により、一旦、２台の中継ホッパ２９へ送られる。１台は、混練機用給炭機３１からＣＷＰを製造する混練機３８に送られる粗粉炭を貯え、他の１台は、微粉砕機用給炭機３０から微粉砕機３２に送られる粗粉炭を貯える。
【００２９】
微粉砕機３２に送られた粗粉炭は、更にすり潰されて微粉炭となり、原水タンク３４からの水と混ぜ合わせられることにより、スラリという燃料になる。スラリは、中継タンク３３からスラリ移送ポンプ３５によりスラリサービスタンク３６に送られ、スラリ供給ポンプ３７により混練機３８に送られる。
【００３０】
他の原料である石灰石が、石灰石バンカ４４に投入され、石灰石供給機４５、石灰石コンベヤ４６を経て混練機用給炭機３１から粗粉炭と共に混練機３８に送られる。また、原水タンク３４から水も混練機３８に送られる。
【００３１】
混練機３８によって、スラリと、粗粉炭及び石灰石と、水とが混ぜ合わせられることで、ＣＷＰとなる。製造されたＣＷＰは、ＣＷＰ分配コンベヤ３９によってＣＷＰタンク４０に運ばれ一時保管され、ＣＷＰポンプ４１によりＣＷＰノズル４２を介してボイラー４（図１参照）へと送られる。
【００３２】
一般の石炭のみを使用する火力発電プラントでは、制御用コンピュータによるプラント自動停止（APS）を行っても、燃料供給関係に後述するような問題は生じなかった。しかし、図２のような燃料製造設備の場合、従来のプラント自動停止（APS）では、プラント停止後に燃料製造設備の各燃料保有器（図中、ハッチングを付して表す。）の内部に多量の燃料が残ってしまう。具体的には、燃料保有器として、原炭バンカ２０、中継ホッパ２９、中継タンク３３、スラリサービスタンク３６及びＣＷＰタンク４０が対象となる。
【００３３】
このような残留燃料は、プラント停止期間が長期に亘ると、原炭バンカ２０，中継ホッパ２９内では石炭の発熱の恐れがある。また、スラリサービスタンク３６，ＣＷＰタンク４０内では、残留スラリ，ＣＷＰの性状が変化し、燃料として再度使用することができなくなる。
【００３４】
このような各保有器内の残留燃料の対策として、プラント停止時に、燃料製造工程の保有器の部分のみ還流パスを設けて循環運転することで、停止期間が比較的短ければ或る程度の性状変化を回避することは出来る。しかし、循環運転を行うには、追加的な動力費を必要とし、また循環系統内のポンプに使用される容積式ホースポンプは使用寿命が比較的短いことから、プラント停止期間中に連続して循環運転を行うのは望ましくない。従って、プラント停止期間が長期に渡り、循環運転によってもスラリ、ＣＷＰの性状を維持できない場合には、各燃料保有器に対して仮設配管を設置し、内部の残留燃料を系統外に抜き取らなければならなかった。
【００３５】
一方、プラントの運転停止に際して、燃料製造設備工程の燃料が全くなくなり、結果的にプラントの予定停止時刻前にボイラーに供給される燃料が無くなるような状態は回避しなければならない。
【００３６】
本発明者等は、このような条件下で、プラント停止に際して、各燃料保有器の残留燃料を最小にする研究に着手した。各燃料保有器の残留燃料を最小に出来れば、石炭に関しては、特に原炭バンカ２１、中継ホッパ２９等に残留する石炭の発熱の軽減、残留石炭の抜き取り作業量の軽減が期待出来る。また、スラリ，ＣＷＰに関しても、性状変化量の低減、抜き取り作業量の軽減，および系統内移送作業量の軽減が期待出来る。
【００３７】
［火力発電プラントの運転制御システム］
そこで、本発明者等は、プラント停止を行う際に、燃料消費計算と、これに基づきプラント停止スケジュールの策定を行い、これに従ってプラントを停止することにより、ボイラー内の燃料が無くなることがないように燃料供給を制御しつつ、各燃料保有器内の残留燃料を可能な限り低減させる火力発電プラントの運転制御システムを完成したのである。
【００３８】
（運転制御システム）
図３は、火力発電プラントの運転制御システムの内、特に運転停止に関連する部分を簡単に説明する図である。図中左側には、各燃料保有器（図２でハッチングを付した要素。）を燃料製造工程の順に上から表示する。具体的には、燃料保有器として、原炭バンカ２０、中継ホッパ２９、中継タンク３３、スラリサービスタンク３６及びＣＷＰタンク４０を図示する。各燃料保有器には、その左側に図示するように、燃料供給停止装置と、燃料量センサと、流量センサとが夫々備えられている。
【００３９】
具体的には、原炭バンカ２０に対しては燃料供給停止装置５１，燃料量センサ５２及び流量センサ５３が、中継ホッパ２９に対しては、燃料供給停止装置５４，燃料量センサ５５及び流量センサ５６が、中継タンク３３に対しては、燃料供給停止装置５７，燃料量センサ５８及び流量センサ５９が、スラリサービスタンク３６に対しては、燃料供給停止装置５７，燃料量センサ６１及び流量センサ６２が、及びＣＷＰタンク４０に対しては、燃料供給停止装置６３，燃料量センサ６４及び流量センサ６５が、夫々備えられている。
【００４０】
各燃料量センサで検出された各燃料保有器内の消費すべき燃料（残留燃料）の量を表示するデータは、運転制御装置６６に夫々送られる。同様に、各流量センサで検出された各燃料保有器に流入又は各燃料保有器から流出する燃料の流量を表示するデータは、運転制御装置６６に夫々送られる。
【００４１】
運転制御装置６６からの燃料供給停止信号が、燃料供給停止装置５１，５４，５７，６３に夫々送られて、各燃料保有器２０，２９，３３，３６，４０に対する燃料供給を夫々停止する。
【００４２】
この運転制御システムは、図４に示すように運転制御される。
（運転制御方法）
図４は、火力発電プラントの運転制御方法の内、特に運転停止に関連する部分を示すフローチャートである。
ステップＳ１０で、各燃料保有器に関して、燃料消費を計算する。
ステップＳ２０で、上記燃料消費の計算結果に基づいて、運転停止スケジュールを策定する。
ステップＳ３０で、上記策定された運転停止スケジュールに基づいて、プラント停止を実行する。
【００４３】
これらステップの内容について説明する。
ステップＳ１０の各燃料保有器の燃料消費計算は、基本的には、各燃料保有器に関して、燃料供給停止装置により当該燃料保有器への燃料供給が停止してから、当該燃料保有器から燃料が消費されるのみの状態で、消費すべき燃料（残留燃料）が実質的に無くなるまでの時間を算出することをいう。
【００４４】
従って、基本的には、各燃料保有器に関して、図３で説明した燃料量センサからの残留燃料量データと、流量センサからの燃料流量データに基づいて、運転制御装置６６で、燃料消費時間＝（残留燃料）／（燃料流量）から計算することが出来る。具体的には、原炭バンカ２０の燃料消費計算は、供給停止装置５１により原炭バンカへの燃料供給が停止した時点において、燃料量センサ５２により検出された原炭バンカ内の残留燃料量データと、流量センサ５３により検出された燃料流量データとにより、運転制御装置６６にて、（残留燃料量）／（燃料流量）により燃料消費時間が算出される。他の燃料保有器２９，３３，３６，４０も同様に計算される。
【００４５】
しかし、実際問題として、この燃料消費計算には、以下のような２つの補正が必要になる。
第１の補正に関して説明すると、プラント停止時に予定のプラント停止時刻より先にボイラーへの燃料供給が無くなることを回避するために（即ち、安全にプラントを停止するために）、各燃料保有器に対して燃料の最低保持量（低減目標値）が規定されている。従って、上述の「残留燃料が実質的に無くなるまでの時間」の意味は、実際のプラントの停止では、保有器の残留燃料の量がこの最低保持量に達するまでの時間を意味している。従って、燃料消費計算式の分母の（残留燃料）は、この低減目標値に沿って補正する必要がある。
【００４６】
更に、第２の補正に関して説明すると、実際の火力発電プラントの停止は、一度にその負荷を低減して停止するのではなく、多段階の負荷低減操作に従って実行されている。図５は、火力発電プラントの停止時の負荷状態を示す図である。プラント停止時には、第１段階として、通常運転負荷状態（１２５〜２５０ＭＷ）からの停止操作開始時刻（時刻ｔ1）から所定の減負荷特性Iに従って５０％負荷まで負荷を減少し、更に第２段階として時刻ｔ3から所定の減負荷特性IIに従って２２％負荷まで負荷を減少し、更に第３段階として時刻ｔ5で運転を停止（即ち、発電機を解列）している。従って、燃料消費計算式の分母の（燃料流量）は、この多段階の負荷低減特性に沿って時間の推移と共に補正する必要がある。
【００４７】
図６は、各燃料保有器に関して、必要な補正を含めて計算された燃料消費計算の計算結果を模式的に示した図である。左端のＣＷＰタンク４０の燃料消費時間ＴCWPを、燃料消費時間ＴCWP＝（補正済み残留燃料）／（補正済み燃料流量）から算出し、この燃料消費時間ＴCWPを表示する長さを持つ両端矢印の線分ＴCWPで表示している。同様に、スラリサービスタンク３６の燃料消費時間を線分Ｔで表示し、中継タンク３３の燃料消費時間を線分Ｔタンクで表示し、中継ホッパ２９の燃料消費時間を線分Ｔホッパで表示し、原炭バンカ２０の燃料消費時間を線分Ｔバンカで表示している。
【００４８】
（運転停止スケジュールの策定）
図７は、図４のフローチャートのステップＳ２０の運転停止スケジュールの策定、即ち、図６の燃料消費計算結果に基づいて火力発電プラントの運転停止スケジュールを策定する方法を説明する図である。
運転停止スケジュールは、最下流の燃料保有器であるＣＷＰタンク４０から上流の保有器に向かって、算出された燃料消費時間を積み上げる（累積する）ことにより行われる。
【００４９】
先ず、発電プラントの停止時刻Ｔ6を決定する。
次に、時刻Ｔ6を基準として、ＣＷＰタンク４０の燃料消費時間ＴCWP（図６参照）をとり、ＣＷＰタンクへの張り込み停止（燃料供給停止）時刻Ｔ5を決定する。
同様に、時刻Ｔ5を基準として、スラリサービスタンク３６の燃料消費時間Ｔスラリをとり、スラリサービスタンクへの張り込み停止時刻Ｔ4を決定する。
同様に、時刻Ｔ4を基準として、中継タンク３３の燃料消費時間Ｔタンクをとり、中継タンクへの張り込み停止時刻Ｔ3を決定する。
同様に、時刻Ｔ3を基準として、中継ホッパ２９の燃料消費時間Ｔホッパをとり、中継ホッパへの張り込み停止時刻Ｔ2を決定する。
同様に、時刻Ｔ2を基準として、原炭バンカ２０の燃料消費時間Ｔバンカをとり、原炭バンカへの張り込み停止時刻Ｔ1を決定する。
【００５０】
こうして、時刻Ｔ1で原炭バンカ２０への燃料供給を停止し、時刻Ｔ2で中継ホッパ２９への燃料供給を停止し、時刻Ｔ3で中継タンク３３への燃料供給を停止し、時刻Ｔ4でスラリサービスタンク３６への燃料供給を停止し、時刻Ｔ5でＣＷＰタンク４０への燃料供給を停止する内容の運転停止スケジュールが策定される。
【００５１】
図４のステップＳ３０のプラントの停止は、図７のように策定された運転停止スケジュールに沿って実行される。
【００５２】
［代替手段、実施形態の効果等］
（実施例の効果）
(1)ＰＦＢＣ複合発電プラントの運転停止に関して、本実施形態による方法の効果を確認した。従来のＡＰＳに従って運転停止を行ったところ、燃料保有器全体（原炭バンカ、中継ホッパ、中継タンク、スラリサービスタンク及びＣＷＰタンク）で１７１３．４トンの残留燃料が発生した。これに対して、本実施形態に従って運転停止を行ったところ、燃料保有器全体で３１２．６トンの残留燃料にすぎなかった。残留燃料の、実に８１．８％減少することが出来た。
【００５３】
この場合のコスト比較は、種々の要因があり一概には決められないが、粗粉砕炭抜き取り移送費用、スラリ，ＣＷＰ抜き取り移送費用、スラリ，ＣＷＰ脱水処理費用を現時点で計算すると、本実施形態に従う運転停止方法によると、一回の運転停止で２〜３千万円のコスト削減が達成できる。
【００５４】
（その他）
本発明は、複数工程を経て製造される燃料を使用する火力発電プラントの運転制御に於いて、火力発電プラントの停止の際に、停止時前にはボイラーへの燃料の供給を絶やすことなく、中間工程の残量燃料を最小限にする装置及び方法を提供するものである。
従って、上記実施形態は、本出願人の運用している発電所のＰＦＢＣ複合発電方式を採用する発電プラントに沿って説明したが、これに限定されるものでない。全ての火力発電プラントに適用される。
【００５５】
また、燃料保有器の名称，個数等は、上記実施例の限定されるものでない。ボイラーへの燃料が複数工程を経て製造される火力発電プラントに適用される。
燃料消費時間の計算式、燃料消費時間＝（残留燃料）／（燃料流量）に関して、２つの補正事項を挙げたが、これに限定されない。本質的に、この計算式の思想を採用する限り、現実の火力発電プラントに起因する種々の補正がなされても、これらは全て本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の範囲の記載に基づいて決定される。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は、本実施形態の対象となるＰＦＢＣ複合発電設備を示す図である。
【図２】図２は、図１のＰＦＢＣ複合発電設備の一部である燃料製造設備を示す図である。
【図３】図３は、火力発電プラントの運転制御システムの内、特に運転停止に関連する部分を簡単に説明する図である。
【図４】図４は、火力発電プラントの運転制御方法の内、特に運転停止に関連する部分を示すフローチャートである。
【図５】図５は、火力発電プラントの停止時の負荷状態を示す図である。
【図６】図６は、各燃料保有器に関して必要な補正を含めて計算された燃料消費計算の計算結果を模式的に示した図である。
【図７】図７は、図６の燃料消費計算結果に基づいて火力発電プラントの運転停止スケジュールを策定する方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００５７】
４：加圧流動床ボイラー、５：ガスタービン、６：サイクロン、７：発電機、８：廃熱回収熱交換器、９：バグフィルタ、１０：煙突、１１：蒸気タービン、１２：発電機、２０−１，２０−２：原炭バンカ、２２：原炭供給器、２３：粗粉砕機、２４：粗粉砕炭コンベア、２５：分級機、２７：粗粉砕炭コンベア、２８：粗粉砕炭コンベア、２９：中継ホッパ、３１：混練機用給炭機、３２：微粉砕機、３３：中継タンク、３５：スラリ移送ポンプ、３６：スラリサービスタンク、３７：スラリ供給ポンプ、３８：混練機、３９：ＣＷＰ分配コンベヤ、４４：石灰石バンカ、４０：ＣＷＰタンク、４１：ＣＷＰポンプ、４２：ＣＷＰノズル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
火力発電プラントの運転を停止する運転制御システムにおいて、
運転停止の際に燃料が残留するおそれのある、燃料製造工程の複数個の燃料保有器に関して、該保有器内の燃料が実質的に無くなるまでの燃料消費時間を夫々算出し、当該燃料製造工程の上流側の燃料保有器から順に、燃料の供給を停止した後当該燃料保有器の燃料消費時間の経過後に次段階の燃料保有器の燃料の供給を停止する、運転制御システム。
【請求項２】
火力発電プラントの運転を停止する運転制御システムにおいて、
運転停止の際に燃料が残留するおそれのある、燃料製造工程の複数個の燃料保有器に関して、該保有器内の燃料が実質的に無くなるまでの燃料消費時間を計算する燃料消費計算手段と、
前記燃料保有器の各々に関する前記燃料消費時間に基づいて、前記火力発電プラントの運転を停止する運転停止スケジュールを策定する運転停止スケジュール策定手段と、
前記運転停止スケジュールに沿って、前記火力発電プラントの運転を停止する運転停止手段とを備える、運転制御システム。
【請求項３】
請求項２に記載の運転制御システムにおいて、
前記燃料消費計算手段では、燃料消費時間＝（残留燃料）／（燃料流量）から、前記燃料保有器の各々の燃料消費時間が決定される、運転制御システム。
【請求項４】
請求項３に記載の運転制御システムにおいて、
前記残留燃料は、前記燃料保有器の各々の燃料の最低保持量に基づいて補正されている、運転制御システム。
【請求項５】
請求項３に記載の運転制御システムにおいて、
前記燃料流量は、前記火力発電プラントの停止時の負荷低減特性に基づいて補正されている、運転制御システム。
【請求項６】
請求項２に記載の運転制御システムにおいて、
前記運転停止スケジュール策定手段は、前記燃料保有器の各々に関して、製造工程の最初の方から順に、当該燃料保有器の燃料消費時間経過時に残留燃料は消費されたものとしてとして該燃料保有器からの燃料の流出を停止する、運転制御システム。
【請求項７】
火力発電プラントの運転を停止する運転制御システムにおいて、
運転停止の際に燃料が停留するおそれのある、燃料製造工程の複数個の燃料保有器と、
前記燃料保有器の各々に対して設けられた燃料供給停止装置、燃料量センサ及び流量センサと、
前記燃料量センサ及び流量センサから残留燃料データ及び流量データを夫々受け取り、前記燃料供給停止装置に対して前記燃料保有器への燃料供給停止を指令する運転制御装置とを備え、
前記運転制御装置は、前記残留燃料データと前記流量データに基づいて前記燃料保有器の各々の燃料消費時間を決定し、該燃料消費時間に基づいて、運転停止スケジュールを策定する、運転制御システム。
【請求項８】
請求項７に記載の運転制御システムにおいて、
前記運転制御装置は、前記燃料保有器の各々の燃料消費時間を、燃料消費時間＝（残留燃料）／（燃料流量）に基づき決定する、運転制御システム。
【請求項９】
請求項７に記載の運転制御システムにおいて、
前記残留燃料は、前記燃料保有器の各々の燃料の最低保持量に基づいて補正されている、運転制御システム。
【請求項１０】
請求項７に記載の運転制御システムにおいて、
前記燃料流量は、前記火力発電プラントの停止時の負荷低減特性に基づいて補正されている、運転制御システム。
【請求項１１】
請求項７に記載の運転制御システムにおいて、
前記運転制御装置は、燃料製造工程の後段から前段に向かって各変量保有器の前記燃料消費時間を当てはめて、運転停止スケジュールを策定する、運転制御システム。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の運転制御システムにおいて、
前記火力発電プラントは、燃料として、石炭、水、石灰石から成るＣＷＰを使用している、運転制御システム。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項記載の運転制御システムを備えた、火力発電プラント。
【請求項１４】
火力発電プラントの運転を停止する運転制御方法において、
運転停止の際に燃料が残留するおそれのある、燃料製造工程の複数個の燃料保有器に関して、該保有器内の燃料が実質的に無くなるまでの燃料消費時間を計算し、
前記燃料保有器の各々に関する前記燃料消費時間に基づいて、前記火力発電プラントの運転を停止する運転停止スケジュールを策定し、
前記運転停止スケジュールに沿って、前記火力発電プラントの運転を停止する、運転制御方法。
【請求項１５】
運転制御装置によって火力発電プラントの運転を停止する運転制御方法において、
運転停止の際に燃料が停留するおそれのある、燃料製造工程の複数個の燃料保有器の各々に対して、燃料供給停止装置、燃料量センサ及び流量センサが設けられ、
前記運転制御装置は、
前記燃料量センサ及び流量センサから残留燃料データ及び流量データを夫々受け取り、
前記残留燃料データと前記流量データに基づいて前記燃料保有器の各々の燃料消費時間を決定し、
前記燃料消費時間に基づいて、運転停止スケジュールを策定し、
前記燃料供給停止装置に対して、前記燃料保有器への燃料供給停止を指令する、
運転制御方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の火力発電プラントの運転を停止する運転制御方法を規定した、コンピュータにより読取り且つ実行可能なプログラム。
【請求項１７】
請求項１６に記載したプログラムを記録した記録媒体。
【請求項１】
火力発電プラントの運転を停止する運転制御システムにおいて、
運転停止の際に燃料が残留するおそれのある、燃料製造工程の複数個の燃料保有器に関して、該保有器内の燃料が実質的に無くなるまでの燃料消費時間を夫々算出し、当該燃料製造工程の上流側の燃料保有器から順に、燃料の供給を停止した後当該燃料保有器の燃料消費時間の経過後に次段階の燃料保有器の燃料の供給を停止する、運転制御システム。
【請求項２】
火力発電プラントの運転を停止する運転制御システムにおいて、
運転停止の際に燃料が残留するおそれのある、燃料製造工程の複数個の燃料保有器に関して、該保有器内の燃料が実質的に無くなるまでの燃料消費時間を計算する燃料消費計算手段と、
前記燃料保有器の各々に関する前記燃料消費時間に基づいて、前記火力発電プラントの運転を停止する運転停止スケジュールを策定する運転停止スケジュール策定手段と、
前記運転停止スケジュールに沿って、前記火力発電プラントの運転を停止する運転停止手段とを備える、運転制御システム。
【請求項３】
請求項２に記載の運転制御システムにおいて、
前記燃料消費計算手段では、燃料消費時間＝（残留燃料）／（燃料流量）から、前記燃料保有器の各々の燃料消費時間が決定される、運転制御システム。
【請求項４】
請求項３に記載の運転制御システムにおいて、
前記残留燃料は、前記燃料保有器の各々の燃料の最低保持量に基づいて補正されている、運転制御システム。
【請求項５】
請求項３に記載の運転制御システムにおいて、
前記燃料流量は、前記火力発電プラントの停止時の負荷低減特性に基づいて補正されている、運転制御システム。
【請求項６】
請求項２に記載の運転制御システムにおいて、
前記運転停止スケジュール策定手段は、前記燃料保有器の各々に関して、製造工程の最初の方から順に、当該燃料保有器の燃料消費時間経過時に残留燃料は消費されたものとしてとして該燃料保有器からの燃料の流出を停止する、運転制御システム。
【請求項７】
火力発電プラントの運転を停止する運転制御システムにおいて、
運転停止の際に燃料が停留するおそれのある、燃料製造工程の複数個の燃料保有器と、
前記燃料保有器の各々に対して設けられた燃料供給停止装置、燃料量センサ及び流量センサと、
前記燃料量センサ及び流量センサから残留燃料データ及び流量データを夫々受け取り、前記燃料供給停止装置に対して前記燃料保有器への燃料供給停止を指令する運転制御装置とを備え、
前記運転制御装置は、前記残留燃料データと前記流量データに基づいて前記燃料保有器の各々の燃料消費時間を決定し、該燃料消費時間に基づいて、運転停止スケジュールを策定する、運転制御システム。
【請求項８】
請求項７に記載の運転制御システムにおいて、
前記運転制御装置は、前記燃料保有器の各々の燃料消費時間を、燃料消費時間＝（残留燃料）／（燃料流量）に基づき決定する、運転制御システム。
【請求項９】
請求項７に記載の運転制御システムにおいて、
前記残留燃料は、前記燃料保有器の各々の燃料の最低保持量に基づいて補正されている、運転制御システム。
【請求項１０】
請求項７に記載の運転制御システムにおいて、
前記燃料流量は、前記火力発電プラントの停止時の負荷低減特性に基づいて補正されている、運転制御システム。
【請求項１１】
請求項７に記載の運転制御システムにおいて、
前記運転制御装置は、燃料製造工程の後段から前段に向かって各変量保有器の前記燃料消費時間を当てはめて、運転停止スケジュールを策定する、運転制御システム。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の運転制御システムにおいて、
前記火力発電プラントは、燃料として、石炭、水、石灰石から成るＣＷＰを使用している、運転制御システム。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項記載の運転制御システムを備えた、火力発電プラント。
【請求項１４】
火力発電プラントの運転を停止する運転制御方法において、
運転停止の際に燃料が残留するおそれのある、燃料製造工程の複数個の燃料保有器に関して、該保有器内の燃料が実質的に無くなるまでの燃料消費時間を計算し、
前記燃料保有器の各々に関する前記燃料消費時間に基づいて、前記火力発電プラントの運転を停止する運転停止スケジュールを策定し、
前記運転停止スケジュールに沿って、前記火力発電プラントの運転を停止する、運転制御方法。
【請求項１５】
運転制御装置によって火力発電プラントの運転を停止する運転制御方法において、
運転停止の際に燃料が停留するおそれのある、燃料製造工程の複数個の燃料保有器の各々に対して、燃料供給停止装置、燃料量センサ及び流量センサが設けられ、
前記運転制御装置は、
前記燃料量センサ及び流量センサから残留燃料データ及び流量データを夫々受け取り、
前記残留燃料データと前記流量データに基づいて前記燃料保有器の各々の燃料消費時間を決定し、
前記燃料消費時間に基づいて、運転停止スケジュールを策定し、
前記燃料供給停止装置に対して、前記燃料保有器への燃料供給停止を指令する、
運転制御方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の火力発電プラントの運転を停止する運転制御方法を規定した、コンピュータにより読取り且つ実行可能なプログラム。
【請求項１７】
請求項１６に記載したプログラムを記録した記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−７０８７２（Ｐ２００６−７０８７２Ａ）
【公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２５８３５７（Ｐ２００４−２５８３５７）
【出願日】平成１６年９月６日（２００４．９．６）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月６日（２００４．９．６）
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
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