特許 6961475 状態評価装置、状態評価システム、状態評価方法、およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6961475

(24)【登録日】2021年10月15日

(45)【発行日】2021年11月5日

(54)【発明の名称】状態評価装置、状態評価システム、状態評価方法、およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   F28F 27/00 20060101AFI20211025BHJP

   F28C 1/00 20060101ALI20211025BHJP

   G01N 17/00 20060101ALI20211025BHJP

【ＦＩ】

   F28F27/00 511K

   F28C1/00

   F28F27/00 501Z

   G01N17/00

【請求項の数】8

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-234335(P2017-234335)

(22)【出願日】2017年12月6日

(65)【公開番号】特開2019-100662(P2019-100662A)

(43)【公開日】2019年6月24日

【審査請求日】2020年8月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100210572

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 太一

(72)【発明者】

【氏名】田村 和久

(72)【発明者】

【氏名】中嶋 祐二

(72)【発明者】

【氏名】金留 正人

(72)【発明者】

【氏名】井上 由起彦

(72)【発明者】

【氏名】田中 秀晴

(72)【発明者】

【氏名】藤岡 昌則

(72)【発明者】

【氏名】田中 徹

(72)【発明者】

【氏名】濱崎 彰弘

(72)【発明者】

【氏名】堀田 克広

【審査官】 田村 佳孝

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１７−０５３５８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２９８４０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０４１８８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１８１６６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０２０４６２６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１５−０４０６７２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２８Ｆ ２７／００

Ｆ２８Ｃ １／００

Ｇ０１Ｎ １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

湿式冷却塔の湿球温度と前記湿式冷却塔に投入される水と吐出される水の温度差との関係を示す定格性能関数と、前記湿式冷却塔に投入される水の温度と前記湿式冷却塔から吐出される水の温度と大気の湿球温度とに基づいて、所定の湿球温度における温度差である正規温度差を算出する正規化部と、
前記正規温度差に基づいて前記湿式冷却塔の性能の低下状態を評価する評価部と
を備える状態評価装置。

【請求項2】

前記評価部は、前記湿式冷却塔に投入される水の温度と前記湿式冷却塔から吐出される水の温度と大気の湿球温度とに基づいて、前記湿式冷却塔の性能の低下が、劣化によるものか、障害によるものかを判定する
請求項１に記載の状態評価装置。

【請求項3】

前記性能の低下状態に基づいて、前記湿式冷却塔の部品の洗浄の要否、前記部品の交換の要否、および前記湿式冷却塔の点検の要否の少なくとも１つを出力する出力部
をさらに備える請求項１または請求項２に記載の状態評価装置。

【請求項4】

前記性能の低下状態に基づいて、前記湿式冷却塔を洗浄すべきか前記部品を交換すべきかを判定する回復方法決定部をさらに備え、
前記出力部は、前記回復方法決定部が決定した回復方法を出力する
請求項３に記載の状態評価装置。

【請求項5】

湿式冷却塔に投入される水の温度と前記湿式冷却塔から吐出される水の温度と大気の湿球温度とに基づいて、前記湿式冷却塔の性能の低下状態を評価する評価部と、
前記性能の低下状態に基づいて、前記湿式冷却塔を洗浄すべきか前記湿式冷却塔の部品を交換すべきかを判定する回復方法決定部と、
前記部品を交換すべきと判定された場合に、前記湿式冷却塔に投入される水の水質に基づいて、交換すべき前記部品の種類を決定する種類決定部と、
決定した前記部品の種類を出力する出力部と
を備える状態評価装置。

【請求項6】

湿式冷却塔に投入される水の温度を計測する入口温度計と、
前記湿式冷却塔から吐出される水の温度を計測する出口温度計と、
大気の湿球温度を計測する湿球温度計と、
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の状態評価装置と
を備える状態評価システム。

【請求項7】

湿式冷却塔の湿球温度と前記湿式冷却塔に投入される水と吐出される水の温度差との関係を示す定格性能関数と、前記湿式冷却塔に投入される水の温度と前記湿式冷却塔から吐出される水の温度と大気の湿球温度とに基づいて、所定の湿球温度における温度差である正規温度差を算出するステップと、
前記正規温度差に基づいて前記湿式冷却塔の性能の低下状態を評価するステップと
を有する状態評価方法。

【請求項8】

コンピュータに、
湿式冷却塔の湿球温度と前記湿式冷却塔に投入される水と吐出される水の温度差との関係を示す定格性能関数と、前記湿式冷却塔に投入される水の温度と前記湿式冷却塔から吐出される水の温度と大気の湿球温度とに基づいて、所定の湿球温度における温度差である正規温度差を算出するステップと、
前記正規温度差に基づいて前記湿式冷却塔の性能の低下状態を評価するステップと
を実行させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、冷却塔を評価する状態評価装置、状態評価システム、状態評価方法、およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

発電プラントには、冷却水を冷却するために湿式冷却塔が設けられることがある。特許文献１には、冷却塔に係る状態量を測定し、冷却塔のファン回転数を制御する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特表２０１５−５０２５１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

冷却塔の性能は製造時に設計されるものであり、冷却塔の制御はこのような定格性能に基づいてなされている。一方で、発明者は、湿式冷却塔の性能が経年により劣化するという知見を得た。それまで湿式冷却塔が経年によって劣化することについては知られておらず、湿式冷却塔には状態を計測するための計器が設けられないことがある。
本発明の目的は、湿式冷却塔の性能の低下状態を適切に評価することができる状態評価装置、状態評価システム、状態評価方法、およびプログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の第１の態様によれば、状態評価装置は、湿式冷却塔の湿球温度と前記湿式冷却塔に投入される水と吐出される水の温度差との関係を示す定格性能関数と、前記湿式冷却塔に投入される水の温度と前記湿式冷却塔から吐出される水の温度と大気の湿球温度とに基づいて、所定の湿球温度における温度差である正規温度差を算出する正規化部と、前記正規温度差に基づいて前記湿式冷却塔の性能の低下状態を評価する評価部とを備える。

【0006】

本発明の第２の態様によれば、第１の態様に係る状態評価装置において、前記評価部は、前記湿式冷却塔に投入される水の温度と前記湿式冷却塔から吐出される水の温度と大気の湿球温度とに基づいて、前記湿式冷却塔の性能の低下が、劣化によるものか、障害によるものかを判定するものであってよい。

【0007】

本発明の第３の態様によれば、第１または第２の態様に係る状態評価装置が、前記性能の低下状態に基づいて、前記湿式冷却塔の部品の洗浄の要否、前記部品の交換の要否、および前記湿式冷却塔の点検の要否の少なくとも１つを出力する出力部をさらに備えるものであってよい。

【0008】

本発明の第４の態様によれば、第３の態様に係る状態評価装置が、前記性能の低下状態に基づいて、前記湿式冷却塔を洗浄すべきか前記部品を交換すべきかを判定する回復方法決定部をさらに備え、前記出力部は、前記回復方法決定部が決定した回復方法を出力するものであってよい。

【0009】

本発明の第５の態様によれば、第４の態様に係る状態評価装置が、前記部品を交換すべきと判定された場合に、前記湿式冷却塔に投入される水の水質に基づいて、交換すべき前記部品の種類を決定する種類決定部をさらに備え、前記出力部は、前記部品の種類を出力するものであってよい。

【0010】

本発明の第６の態様によれば、状態評価システムは、湿式冷却塔に投入される水の温度を計測する入口温度計と、前記湿式冷却塔から吐出される水の温度を計測する出口温度計と、大気の湿球温度を計測する湿球温度計と、第１から第５の何れかの態様に係る状態評価装置とを備える。

【0011】

本発明の第７の態様によれば、状態評価方法は、湿式冷却塔の湿球温度と前記湿式冷却塔に投入される水と吐出される水の温度差との関係を示す定格性能関数と、前記湿式冷却塔に投入される水の温度と前記湿式冷却塔から吐出される水の温度と大気の湿球温度とに基づいて、所定の湿球温度における温度差である正規温度差を算出するステップと、前記正規温度差に基づいて前記湿式冷却塔の性能の低下状態を評価するステップとを有する。

【0012】

本発明の第８の態様によれば、プログラムは、コンピュータに、湿式冷却塔の湿球温度と前記湿式冷却塔に投入される水と吐出される水の温度差との関係を示す定格性能関数と、前記湿式冷却塔に投入される水の温度と前記湿式冷却塔から吐出される水の温度と大気の湿球温度とに基づいて、所定の湿球温度における温度差である正規温度差を算出するステップと、前記正規温度差に基づいて前記湿式冷却塔の性能の低下状態を評価するステップとを実行させる。

【発明の効果】

【0013】

上記態様のうち少なくとも１つの態様によれば、状態評価装置は湿式冷却塔の性能の劣化を適切に評価することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】一実施形態に係る発電プラントの構成を示す概略ブロック図である。

【図2】一実施形態に係る状態評価装置の構成を示す概略ブロック図である。

【図3】定格性能関数の例を示す図である。

【図4】一実施形態に係る状態評価装置の動作を示すフローチャートである。

【図5】一実施形態に係る状態評価装置の構成に係る概略ブロック図である。

【図6】一実施形態に係る状態評価装置の動作を示すフローチャートである。

【図7】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。

【発明を実施するための形態】

【0015】

〈第１の実施形態〉
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。

【0016】

《水処理システムの構成》
図１は、一実施形態に係る発電プラントの構成を示す概略ブロック図である。
発電プラント１０は、ボイラ１１、蒸気タービン１２、発電機１３、復水器１４、純水装置１５、湿式冷却塔１６、蒸気循環ライン１０１、第１補給ライン１０２、第１排水ライン１０３、第１薬注ライン１０４、冷却水循環ライン１０５、第２補給ライン１０６、第２排水ライン１０７、第２薬注ライン１０８、排水処理装置１０９、状態評価装置１１０を備える。

【0017】

ボイラ１１は、水を蒸発させて蒸気を発生させる。
蒸気タービン１２は、ボイラ１１が発生させた蒸気により回転する。
発電機１３は、蒸気タービン１２の回転エネルギーを電力に変換する。
復水器１４は、蒸気タービン１２から排出される蒸気と冷却水とを熱交換させ、蒸気を水に戻す。
純水装置１５は、純水を生成する。

【0018】

湿式冷却塔１６は、復水器１４で熱交換された冷却水を冷却する。湿式冷却塔１６には、冷却水の蒸発を促すためのファン１６１と湿式冷却塔１６の近傍の湿球温度を計測する湿球温度計１６２とが設けられる。ファン１６１は、台数制御またはインバータ制御によって風量を調節可能に構成される。

【0019】

蒸気循環ライン１０１は、蒸気タービン１２、復水器１４、およびボイラ１１に水および蒸気を循環させるラインである。蒸気循環ライン１０１のうち復水器１４とボイラ１１との間には、第１給水ポンプ１０１１が設けられる。第１給水ポンプ１０１１は、復水器１４からボイラ１１へ向けて水を圧送する。

【0020】

第１補給ライン１０２は、純水装置１５が生成する純水を蒸気循環ライン１０１に供給するためのラインである。第１補給ライン１０２には、第２給水ポンプ１０２１が設けられる。第２給水ポンプ１０２１は、復水器１４への水張り時に使用される。運転中において第１補給ライン１０２内の水は、復水器１４の減圧により純水装置１５から復水器１４へ向けて圧送される。

【0021】

第１排水ライン１０３は、蒸気循環ライン１０１を循環する水の一部を、ボイラ１１から排水処理装置１０９へ排出するためのラインである。
第１薬注ライン１０４は、蒸気循環ライン１０１に防食剤、防スケール剤、スライムコントロール剤などの薬剤を供給するためのラインである。第１薬注ライン１０４は、薬剤を貯留する第１薬剤タンク１０４１と、第１薬剤タンク１０４１から蒸気循環ライン１０１へ薬剤を供給する第１薬注ポンプ１０４２とを備える。

【0022】

冷却水循環ライン１０５は、復水器１４および湿式冷却塔１６に冷却水を循環させるラインである。冷却水循環ライン１０５には、第３給水ポンプ１０５１、冷却水質センサ１０５２、循環水量センサ１０５３、冷却塔入口水温センサ１０５４、冷却塔出口水温センサ１０５５が設けられる。第３給水ポンプ１０５１は、湿式冷却塔１６から復水器１４へ向けて冷却水を圧送する。
冷却水質センサ１０５２は、冷却水循環ライン１０５を循環する冷却水の水質を検出する。センサによって検出される水質の例としては、電気伝導率、ｐＨ値、塩濃度、金属濃度、ＣＯＤ（Chemical Oxygen Demand）、ＢＯＤ（Biochemical Oxygen Demand）、微生物濃度、およびシリカ濃度、ならびにこれらの組み合わせが挙げられる。冷却水質センサ１０５２は、検出した水質を示す循環水質指標値を状態評価装置１１０に出力する。循環水量センサ１０５３は、冷却水循環ライン１０５を循環する冷却水の流量を検出する。循環水量センサ１０５３は、検出した水量を示す循環水量を状態評価装置１１０に出力する。冷却塔入口水温センサ１０５４は、湿式冷却塔１６に投入される冷却水の温度を検出する。冷却塔入口水温センサ１０５４は、検出した温度を示す冷却塔入口水温を状態評価装置１１０に出力する。冷却塔出口水温センサ１０５５は、湿式冷却塔１６から吐出される冷却水の温度を検出する。冷却塔出口水温センサ１０５５は、検出した温度を示す冷却塔出口水温を状態評価装置１１０に出力する。

【0023】

第２補給ライン１０６は、水源から取水される原水を、補給水として冷却水循環ライン１０５に供給するためのラインである。第２補給ライン１０６には、第４給水ポンプ１０６１および補給水質センサ１０６２が設けられる。第４給水ポンプ１０６１は、水源から湿式冷却塔１６へ向けて補給水を圧送する。補給水質センサ１０６２は、検出した水質を示す補給水質指標値を状態評価装置１１０に出力する。
第２排水ライン１０７は、冷却水循環ライン１０５を循環する水の一部を排水処理装置１０９へ排出するためのラインである。第２排水ライン１０７には、ブロー弁１０７１および排水質センサ１０７２が設けられる。ブロー弁１０７１は、冷却水循環ライン１０５から排水処理装置１０９へブローする排水の量を制限する。

【0024】

第２薬注ライン１０８は、冷却水循環ライン１０５に薬剤を供給するためのラインである。第２薬注ライン１０８は、薬剤を貯留する第２薬剤タンク１０８１と、第２薬剤タンク１０８１から冷却水循環ライン１０５へ薬剤を供給する第２薬注ポンプ１０８２とを備える。

【0025】

排水処理装置１０９は、第１排水ライン１０３および第２排水ライン１０７から排出された排水に、酸、アルカリ、凝集剤、またはその他の薬剤を注入する。排水処理装置１０９は、薬剤により処理された排水を廃棄する。

【0026】

状態評価装置１１０は、湿球温度計１６２が検出した湿球温度、冷却塔入口水温センサ１０５４が検出した冷却塔入口水温、冷却塔出口水温センサ１０５５が検出した冷却塔出口水温に基づいて、湿式冷却塔１６の性能の低下状態を評価する。

【0027】

《状態評価装置の構成》
図２は、一実施形態に係る状態評価装置の構成を示す概略ブロック図である。
状態評価装置１１０は、情報取得部１１０１、温度差算出部１１０２、正規化部１１０３、履歴記憶部１１０４、変化率算出部１１０５、評価部１１０６、出力部１１０７を備える。

【0028】

情報取得部１１０１は、湿球温度計１６２が検出した大気の湿球温度、冷却塔入口水温センサ１０５４が検出した冷却塔入口水温、冷却塔出口水温センサ１０５５が検出した冷却塔出口水温を取得する。
温度差算出部１１０２は、冷却塔入口温度と冷却塔出口温度の温度差を算出する。

【0029】

正規化部１１０３は、大気の湿球温度に基づいて温度差を正規化した正規温度差を算出する。つまり、正規化部１１０３は、既知の定格性能関数と、湿球温度と、冷却塔入口温度と冷却塔出口温度の温度差とに基づいて、所定の湿球温度（例えば定格湿球温度）における温度差である正規温度差を算出する。定格性能関数とは、湿式冷却塔１６の定格性能として湿式冷却塔１６の製造時に設計される関数であって、湿球温度と冷却塔入口温度と冷却塔出口温度の温度差との関係を表す。図３は、定格性能関数の例を示す図である。定格性能関数において、冷却塔入口温度と冷却塔出口温度の温度差は、湿球温度について単調増加する。例えば、正規化部１１０３は、計測された湿球温度を定格性能関数に代入して求められる温度差と、定格湿球温度に係る温度差との比を求め、計測された冷却塔入口温度と冷却塔出口温度の温度差に当該比を乗算することで、正規温度差を算出することができる。

【0030】

履歴記憶部１１０４は、時刻に関連付けて正規温度差を記憶する。
変化率算出部１１０５は、正規化部１１０３が算出した正規温度差と履歴記憶部１１０４が記憶する正規温度差の履歴とに基づいて正規温度差の変化率を算出する。変化率算出部１１０５は、例えば正規温度差の時系列を微分することで変化率を算出することができる。

【0031】

評価部１１０６は、正規温度差および正規温度差の変化率に基づいて、湿式冷却塔１６の性能の低下状態を評価する。具体的には、評価部１１０６は、正規温度差の変化率が所定の変化率閾値以上である場合に、性能の低下が障害によるものであると判定する。また、評価部１１０６は、正規温度差の変化率が所定の閾値未満である場合に、性能の低下が劣化によるものであると判定する。ここで、湿式冷却塔１６の劣化の例としては、湿式冷却塔１６の内部にスケーリングやファウリングが生じることによって熱交換率が低下することなどが挙げられる。また湿式冷却塔１６の障害の例としては、異物の混入や湿式冷却塔１６の破損などが挙げられる。また評価部１１０６は、正規温度差が所定の温度差閾値未満であるか否かを判定することで、性能の低下が許容しうるものであるか否かを判定する。

【0032】

温度差閾値は、例えば、湿式冷却塔１６の洗浄に要する時間において得られる売電収入額および洗浄に係るコストの和と、当該温度差閾値の値に相当する性能低下による電力損失額とが等しくなるような値に設定される。このような値に設定されることで、湿式冷却塔１６の正規温度差が温度差閾値以上である場合、湿式冷却塔１６の洗浄に要する時間において得られる売電収入額および洗浄に係るコストの和が、性能低下による電力損失額以下になる。他方、湿式冷却塔１６の正規温度差が温度差閾値未満である場合、湿式冷却塔１６の洗浄に要する時間において得られる売電収入額および洗浄に係るコストの和が、性能低下による電力損失額より大きくなる。

【0033】

出力部１１０７は、評価部１１０６によって評価された性能の低下状態に基づいて情報を出力する。例えば、出力部１１０７は、評価部１１０６において障害による性能の低下が発生しており、かつ正規温度差が所定の閾値未満であると評価された場合に、障害が発生したこと、および点検を推奨する旨を出力する。また例えば、出力部１１０７は、評価部１１０６において劣化による性能の低下が発生しており、かつ正規温度差が所定の閾値未満であると評価された場合に、劣化により性能が低下していること、および湿式冷却塔１６の洗浄または部品の交換を推奨する旨を出力する。出力部１１０７による出力は、例えばネットワークを介して管理者が所持するコンピュータに情報を送信することであってもよいし、ディスプレイに情報を表示することであってもよい。

【0034】

《状態評価装置の動作》
図４は、一実施形態に係る状態評価装置の動作を示すフローチャートである。
状態評価装置１１０は、図３に示す状態評価処理を定期的に実行する。まず情報取得部１１０１は、湿球温度計１６２が検出した大気の湿球温度、冷却塔入口水温センサ１０５４が検出した冷却塔入口水温、冷却塔出口水温センサ１０５５が検出した冷却塔出口水温を取得する（ステップＳ１）。温度差算出部１１０２は、冷却塔入口温度と冷却塔出口温度の温度差を算出する（ステップＳ２）。

【0035】

正規化部１１０３は、既知の定格性能関数と、湿球温度と、冷却塔入口温度と冷却塔出口温度の温度差とに基づいて正規温度差を算出する（ステップＳ３）。正規化部１１０３は、算出した正規温度差を、現在時刻に関連付けて履歴記憶部１１０４に記録する（ステップＳ４）。変化率算出部１１０５は、履歴記憶部１１０４が記憶する正規温度差の時系列に基づいて正規温度差の変化率を算出する（ステップＳ５）。

【0036】

評価部１１０６は、正規温度差が所定の温度差閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ６）。正規温度差が温度差閾値以上である場合（ステップＳ６：ＮＯ）、評価部１１０６は湿式冷却塔１６の性能が低下していない、または湿式冷却塔１６の性能の低下状態が許容しうる程度であると評価し、処理を終了する。

【0037】

他方、正規温度差が温度差閾値未満である場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、評価部１１０６は、正規温度差の変化率の絶対値が所定の変化量閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ７）。
正規温度差の変化率の絶対値が所定の閾値未満である場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、評価部１１０６は、湿式冷却塔１６の性能の低下が劣化によるものであると評価する。この場合、出力部１１０７は、湿式冷却塔１６の劣化により性能が低下していること、および湿式冷却塔１６の洗浄または部品の交換を推奨する旨を出力する（ステップＳ８）。
他方、正規温度差の変化率が所定の閾値以上である場合（ステップＳ７：ＮＯ）、評価部１１０６は、湿式冷却塔１６の性能の低下が障害によるものであると評価する。この場合、出力部１１０７は、湿式冷却塔１６に障害が発生していること、および湿式冷却塔１６の点検を推奨する旨を出力する（ステップＳ９）。

【0038】

《作用・効果》
このように、第１の実施形態に係る状態評価装置１１０は、冷却塔入口温度と冷却塔出口温度と大気の湿球温度とに基づいて、湿式冷却塔１６の性能の低下状態を評価する。これにより、状態評価装置１１０は、湿式冷却塔１６の現在の性能を定量化することができるため、湿式冷却塔１６の性能の低下状態を適切に評価することができる。また、状態評価装置１１０が定期的に性能の低下状態を評価することで、発電プラント１０の管理者は、湿式冷却塔１６の性能の低下状態をモニタリングし、適切な処置のタイミングを計ることができる。

【0039】

また、第１の実施形態に係る状態評価装置１１０は、冷却塔入口温度と冷却塔出口温度と大気の湿球温度とに基づいて、湿式冷却塔１６の性能の低下が、劣化によるものか、障害によるものかを判定する。これにより、発電プラント１０の管理者は、湿式冷却塔１６の性能の劣化の理由に応じた処置をとることができる。
特に、第１の実施形態に係る状態評価装置１１０は、湿式冷却塔１６の性能の低下状態に基づいて、湿式冷却塔１６の洗浄の要否、部品の交換の要否、および点検の要否を判定する。これにより、発電プラント１０の管理者は、湿式冷却塔１６の性能の劣化の理由に応じた適切な処置をとることができる。

【0040】

《変形例》
なお、第１の実施形態に係る状態評価装置１１０の評価部１１０６は、正規温度差の変化率の絶対値が所定の閾値未満であるか否かを判定することで、性能の低下が障害によるものであるか劣化によるものであるかを評価するが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る評価部１１０６は、正規温度差の二回微分値が正数である場合に、性能の低下が障害によるものであると評価し、正規温度差の二回微分値が正数でない場合に、性能の低下が劣化によるものであると評価してもよい。これは、湿式冷却塔１６の性能の低下が劣化によるものである場合、正規温度差の変化率が時間の経過とともに減少していくのに対し、湿式冷却塔１６の性能の低下が障害によるものである場合、湿式冷却塔１６の状態が急変することで正規温度差の変化率が一時的に増大するためである。

【0041】

〈第２の実施形態〉
湿式冷却塔１６の劣化により性能が低下した場合、管理者は、湿式冷却塔１６の洗浄を行うか、部品の交換を行うかの何れかにより、湿式冷却塔１６の性能を回復することができる。
湿式冷却塔１６の部品を交換する場合、湿式冷却塔１６の洗浄と比較して長い時間の間、湿式冷却塔１６を停止する必要があり、また交換する部品の費用および人件費だけ多くのコストが発生する。他方、湿式冷却塔１６の部品を交換する場合、部品のアップグレードを図ることで湿式冷却塔１６の性能をさらに向上させることが可能となる。
湿式冷却塔１６の洗浄を行う場合、部品の交換と比較して短時間かつ低コストで湿式冷却塔１６の性能を回復することができる。他方、湿式冷却塔１６の状態によっては、湿式冷却塔１６の洗浄では十分に性能を回復できないこともある。

【0042】

第２の実施形態に係る状態評価装置１１０は、湿式冷却塔１６の状態に基づいて、湿式冷却塔１６を洗浄すべきか部品を交換すべきかを提示する。

【0043】

《状態評価装置の構成》
図５は、一実施形態に係る状態評価装置の構成に係る概略ブロック図である。
第２の実施形態に係る状態評価装置１１０は、第１の実施形態の構成に加え、さらにモデル記憶部１１１１、回復方法決定部１１１２、種類決定部１１１３を備える。また、第２の実施形態に係る情報取得部１１０１は、第１の実施形態で取得する状態量に加え、さらに補給水質センサ１０６２が計測した補給水質指標値、冷却水質センサ１０５２が計測した冷却水質指標値、循環水量センサ１０５３が計測した循環水量を取得する。

【0044】

モデル記憶部１１１１は、湿球温度、冷却塔入口水温、冷却塔出口水温、補給水質指標値、冷却水質指標値、および循環水量を入力とし、湿式冷却塔１６の性能の回復方法を出力するためのモデルを記憶する。モデルは、例えばニューラルネットワークなどの機械学習モデルである。第２の実施形態に係る性能の回復方法は、洗浄または部品の交換である。

【0045】

モデルの学習課程においては、例えば、以下の手法でモデルを学習させることができる。発電プラント１０の管理者は、実機において湿式冷却塔１６の洗浄が必要になったときに、その時点における上記状態量の組み合わせと、湿式冷却塔１６の洗浄に要した時間と、洗浄の完了タイミングから次回洗浄が必要になるタイミングまでのインターバルとを計測する。管理者は、洗浄後のインターバルの間における発電プラント１０の売電額から、湿式冷却塔１６の洗浄に要した時間の間発電プラント１０を停止したことによる損失額および洗浄に係るコストを減算することで、洗浄後の実売電額を算出する。
他方、管理者は、湿式冷却塔１６の部品を交換する場合に必要となるコストと、部品の交換に要する時間と、交換後に次回洗浄が必要になるタイミングまでのインターバルとを算定する。管理者は、交換後のインターバルの間における発電プラント１０の売電額から、部品の交換に要する時間の間発電プラント１０を停止することによる損失額および交換に係るコストを減算することで、交換後の実売電額を算出する。
洗浄後の実売電額が交換後の実売電額を上回る場合、管理者は、上記状態量の組み合わせと、性能の回復方法が洗浄であることを示す情報とを関連付けた教師データを生成し、当該教師データに基づいてモデルを学習させる。
洗浄後の実売電額が交換後の実売電額を下回る場合、管理者は、上記状態量の組み合わせと、性能の回復方法が交換であることを示す情報とを関連付けた教師データを生成し、当該教師データに基づいてモデルを学習させる。
なお、上記の教師データは、必ずしも実機における処理に基づいて生成されなくてもよい。例えば、教師データは、発電プラント１０における湿式冷却塔１６の劣化のシミュレーションに基づいて、コンピュータが上記の計算をすることで自動生成されてもよい。

【0046】

回復方法決定部１１１２は、モデル記憶部１１１１が記憶するモデルに情報取得部１１０１が取得した各状態量を入力することで、湿式冷却塔１６の性能の回復方法を決定する。すなわち、回復方法決定部１１１２は、性能の低下状態に基づいて、湿式冷却塔１６を洗浄すべきか部品を交換すべきかを判定する。

【0047】

種類決定部１１１３は、回復方法決定部１１１２が部品を交換すべきと判定した場合に、情報取得部１１０１が取得した補給水質指標値に基づいて、交換すべき部品の種類を決定する。交換対象の部品の例としては、ノズルおよび充填材が挙げられる。ノズルは、細粒化性能が高いものであるほど、湿式冷却塔１６の冷却効率の向上が見込まれる一方で、詰まりによる劣化が生じやすい。また、充填材は、フィルム型充填材のように表面積が広いほど湿式冷却塔１６の冷却効率の向上が見込まれる一方で、詰まりによる劣化が生じやすい。他方、充填材は、スプラッシュ型充填材のように表面積が狭いほど湿式冷却塔１６の冷却効率の向上率が低い一方で、詰まりによる劣化が生じにくい。
そのため、種類決定部１１１３は、補給水質指標値が所定の水質閾値以上である（良好である）場合に、細粒化性能の高いノズル、および表面積の広い充填材を、交換すべき部品の種類に決定する。他方、種類決定部１１１３は、補給水質指標値が所定の水質閾値未満である（不良である）場合に、細粒化性能の低いノズル、および表面積の狭い充填材を、交換すべき部品の種類に決定する。

【0048】

《状態評価装置の動作》
図６は、一実施形態に係る状態評価装置の動作を示すフローチャートである。
第２の実施形態に係る状態評価装置１１０は、図６に示す状態評価処理を定期的に実行する。まず情報取得部１１０１は、湿球温度、冷却塔入口水温、冷却塔出口水温、補給水質指標値、冷却水質指標値、および循環水量を取得する（ステップＳ２１）。温度差算出部１１０２は、冷却塔入口温度と冷却塔出口温度の温度差を算出する（ステップＳ２２）。

【0049】

正規化部１１０３は、既知の定格性能関数と、湿球温度と、冷却塔入口温度と冷却塔出口温度の温度差とに基づいて正規温度差を算出する（ステップＳ２３）。正規化部１１０３は、算出した正規温度差を、現在時刻に関連付けて履歴記憶部１１０４に記録する（ステップＳ２４）。変化率算出部１１０５は、履歴記憶部１１０４が記憶する正規温度差の時系列に基づいて正規温度差の変化率を算出する（ステップＳ２５）。

【0050】

評価部１１０６は、正規温度差が所定の温度差閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ２６）。正規温度差が温度差閾値以上である場合（ステップＳ２６：ＮＯ）、評価部１１０６は湿式冷却塔１６の性能が低下していない、または湿式冷却塔１６の性能の低下状態が許容しうる程度であると評価し、処理を終了する。

【0051】

他方、正規温度差が温度差閾値未満である場合（ステップＳ２６：ＹＥＳ）、評価部１１０６は、正規温度差の変化率の絶対値が所定の変化量閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ２７）。
正規温度差の変化率が所定の閾値以上である場合（ステップＳ２７：ＮＯ）、評価部１１０６は、湿式冷却塔１６の性能の低下が障害によるものであると評価する。この場合、出力部１１０７は、湿式冷却塔１６に障害が発生していること、および湿式冷却塔１６の点検を推奨する旨を出力する（ステップＳ２８）。

【0052】

他方、正規温度差の変化率の絶対値が所定の閾値未満である場合（ステップＳ２７：ＹＥＳ）、回復方法決定部１１１２は、ステップＳ２１で取得した状態量を、モデル記憶部１１１１が記憶するモデルに入力することで、性能の回復方法を決定する（ステップＳ２９）。種類決定部１１１３は、回復方法決定部１１１２が決定した回復方法が部品の交換であるか否かを判定する（ステップＳ３０）。回復方法決定部１１１２が決定した回復方法が洗浄である場合（ステップＳ３０：ＮＯ）、出力部１１０７は、湿式冷却塔１６の劣化により性能が低下していること、および湿式冷却塔１６の洗浄を推奨する旨を出力する（ステップＳ３１）。

【0053】

回復方法決定部１１１２が決定した回復方法が部品の交換である場合（ステップＳ３０：ＹＥＳ）、種類決定部１１１３は、ステップＳ２１で取得した補給水質指標値に基づいて交換すべき部品の種類を決定する（ステップＳ３２）。出力部１１０７は、湿式冷却塔１６の劣化により性能が低下していること、および種類決定部１１１３が決定した種類の部品への交換を推奨する旨を出力する（ステップＳ３３）。

【0054】

《作用・効果》
このように、第２の実施形態に係る状態評価装置１１０は、湿式冷却塔１６の状態量に基づいて、部品を交換すべきか洗浄すべきかを決定する。これにより、発電プラント１０の管理者は、湿式冷却塔１６の性能を回復させるための適切な処置をとることができる。特に、第２の実施形態においては、部品の交換に係る損益と部品の洗浄に係る損益とに基づいて回復方法を決定することができるため、提示される回復方法は、損失を最小化する回復方法となる。

【0055】

また、第２の実施形態に係る状態評価装置１１０は、補給水質指標値に基づいて交換すべき部品の種類を決定する。これにより、状態評価装置１１０は、交換時の補給水の水質に応じた部品のアップグレードを提案することができる。

【0056】

以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、上述した実施形態に係る状態評価装置１１０は、性能低下が障害によるものか劣化によるものかを、正規温度差に基づいて判定するが、これに限られない。例えば、状態評価装置１１０は、情報取得部１１０１が取得した情報を学習済みモデルに入力することで性能低下が障害によるものか劣化によるものかを判定してもよい。

【0057】

図７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９００は、ＣＰＵ９０１、主記憶装置９０２、補助記憶装置９０３、インタフェース９０４を備える。
上述の状態評価装置１１０は、コンピュータ９００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補助記憶装置９０３に記憶されている。ＣＰＵ９０１は、プログラムを補助記憶装置９０３から読み出して主記憶装置９０２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、ＣＰＵ９０１は、プログラムに従って、上述したモデル記憶部１１１１に対応する記憶領域を主記憶装置９０２および補助記憶装置９０３に確保する。

【0058】

補助記憶装置９０３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。補助記憶装置９０３は、コンピュータ９００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、インタフェース９０４または通信回線を介してコンピュータ９００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９００に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９００が当該プログラムを主記憶装置９０２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、補助記憶装置９０３は、一時的でない有形の記憶媒体である。

【0059】

また、当該プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、当該プログラムは、前述した機能を補助記憶装置９０３に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

【符号の説明】

【0060】

１６ 湿式冷却塔
１１０ 状態評価装置
１１０１ 情報取得部
１１０２ 温度差算出部
１１０３ 正規化部
１１０４ 履歴記憶部
１１０５ 変化率算出部
１１０６ 評価部
１１０７ 出力部
１１１１ モデル記憶部
１１１２回復方法決定部
１１１３ 種類決定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】