特許 7011486 プラント機器監視制御システム及びプラント機器監視制御方法

(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】

(24)【登録日】2022-01-18

(45)【発行日】2022-01-26

(54)【発明の名称】プラント機器監視制御システム及びプラント機器監視制御方法

(51)【国際特許分類】

   G05B 23/02 20060101AFI20220119BHJP

   B03C 3/02 20060101ALI20220119BHJP

   B03C 3/68 20060101ALI20220119BHJP

   B03C 3/76 20060101ALI20220119BHJP

【ＦＩ】

G05B23/02 301V

B03C3/02 Z

B03C3/68 Z

B03C3/76

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2018025646

(22)【出願日】2018-02-16

(65)【公開番号】P2019144624

(43)【公開日】2019-08-29

【審査請求日】2020-10-20

(73)【特許権者】

【識別番号】315016723

【氏名又は名称】三菱重工パワー環境ソリューション株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】大谷 侑士

【審査官】大古 健一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－１１０４４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１７６９２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｂ ２３／００－２３／０２

Ｂ０３Ｃ ３／００－１１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１のプラント機器を含む複数のプラント機器と、
前記複数のプラント機器のそれぞれに対応して設けられる複数の監視制御装置と、
前記複数のプラント機器に設けられる複数のセンサと、
前記複数のプラント機器の前記複数のセンサからのセンサ計測値を集約する監視装置と、
前記監視装置に集約される前記センサ計測値を連続監視し、前記プラント機器に対応する前記監視制御装置に、前記センサ計測値に応じてリアルタイムに運転値を指示する中央制御装置と、
前記監視装置及び前記中央制御装置から、前記センサ計測値及び前記運転値を含む第１のモニタリングデータを受信し、所定期間における前記第１のプラント機器の動作状態を解析し、前記第１のプラント機器の動作状態の解析結果により前記第１のプラント機器の最適運転値の判定を行う機器状態監視装置とを有し、
前記機器状態監視装置は、前記監視装置及び前記中央制御装置から受信した前記第１のモニタリングデータを加工して生成される前記所定期間における第２のモニタリングデータに基づき、前記第１のプラント機器の動作状態を解析し、
前記第２のモニタリングデータは、平準化された前記センサ計測値、前記センサ計測値に系統的な影響を及ぼす環境データ、前記センサ計測値に一時的な影響を及ぼす外乱データ及び前記第１のプラント機器の運転値が時間軸にリンクして記憶されているプラント機器監視制御システム。

【請求項2】

請求項１において、
前記機器状態監視装置は、前記第２のモニタリングデータを、時間幅、前記環境データ、前記外乱データ、前記第１のプラント機器の運転値のいずれかに基づきフィルタリングを行い、前記第１のプラント機器の動作状態を解析するプラント機器監視制御システム。

【請求項3】

請求項１において、
前記機器状態監視装置は、前記第２のモニタリングデータに含まれる２つのデータをそれぞれ軸として２軸グラフを作成するプラント機器監視制御システム。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項において、
前記第１のプラント機器は火力発電所の電気集塵装置であり、
前記電気集塵装置の監視運転値として、前記電気集塵装置の煤塵払い落とし運用、前記電気集塵装置の電極の荷電方法、前記電極に電圧を印加する荷電装置の消費電力の少なくともいずれかを含むプラント機器監視制御システム。

【請求項5】

請求項１～３のいずれか１項において、
前記第１のプラント機器は火力発電所の電気集塵装置であり、
前記環境データとして、前記火力発電所のボイラに使用される炭種、前記ボイラのボイラ負荷を含み、
前記外乱データとして、前記電気集塵装置の上流におけるダスト清浄化の実施を含むプラント機器監視制御システム。

【請求項6】

第１のプラント機器を含む複数のプラント機器と、
前記複数のプラント機器のそれぞれに対応して設けられる複数の監視制御装置と、
前記複数のプラント機器に設けられる複数のセンサと、
前記複数のプラント機器の前記複数のセンサからのセンサ計測値を集約する監視装置と、
前記監視装置に集約される前記センサ計測値を連続監視し、前記プラント機器に対応する前記監視制御装置に、前記センサ計測値に応じてリアルタイムに運転値を指示する中央制御装置と、
前記監視装置及び前記中央制御装置から、前記センサ計測値及び前記運転値を含む第１のモニタリングデータを受信し、所定期間における前記第１のプラント機器の動作状態を解析し、前記第１のプラント機器の動作状態の解析結果により前記第１のプラント機器の最適運転値の判定を行う機器状態監視装置とを有し、
前記第１のプラント機器に設けられる前記複数のセンサには、そのセンサ計測値が前記第１のプラント機器に対応して設けられる第１の監視制御装置には受信される一方、前記監視装置には集約されないセンサを含み、
前記機器状態監視装置は、前記第１の監視制御装置で受信したセンサ計測値を受信し、前記第１の監視制御装置で受信したセンサ計測値及び前記第１のモニタリングデータを加工して生成される前記所定期間における第２のモニタリングデータに基づき、前記第１のプラント機器の動作状態を解析するプラント機器監視制御システム。

【請求項7】

第１のプラント機器を含む複数のプラント機器に複数のセンサを設け、前記複数のセンサからのセンサ計測値に基づき前記複数のプラント機器を制御するプラント機器制御方法であって、
監視装置は、前記複数のセンサからの前記センサ計測値を集約し、
中央制御装置は、前記監視装置に集約される前記センサ計測値を連続監視し、前記プラント機器の監視制御装置に、前記センサ計測値に応じてリアルタイムに運転値を指示し、
機器状態監視装置は、前記センサ計測値及び前記運転値を含む第１のモニタリングデータに基づき、所定期間における前記第１のプラント機器の動作状態を解析し、前記第１のプラント機器の動作状態の解析結果により前記第１のプラント機器の最適運転値の判定を行い、
前記機器状態監視装置は、前記第１のモニタリングデータを加工して生成される前記所定期間における第２のモニタリングデータに基づき、前記第１のプラント機器の動作状態を解析し、
前記第２のモニタリングデータは、平準化された前記センサ計測値、前記センサ計測値に系統的な影響を及ぼす環境データ、前記センサ計測値に一時的な影響を及ぼす外乱データ及び前記第１のプラント機器の運転値が時間軸にリンクして記憶されているプラント機器監視制御方法。
プラント機器監視制御方法。

【請求項8】

請求項７において、
前記機器状態監視装置は、前記第２のモニタリングデータを、時間幅、前記環境データ、前記外乱データ、前記第１のプラント機器の運転値のいずれかに基づきフィルタリングを行い、前記第１のプラント機器の動作状態を解析するプラント機器監視制御方法。

【請求項9】

請求項７において、
前記機器状態監視装置は、前記第２のモニタリングデータに含まれる２つのデータをそれぞれ軸として２軸グラフを作成するプラント機器監視制御方法。

【請求項10】

請求項７～９のいずれか１項において、
前記第１のプラント機器は火力発電所の電気集塵装置であり、
前記電気集塵装置の監視運転値として、前記電気集塵装置の煤塵払い落とし運用、前記電気集塵装置の電極の荷電方法、前記電極に電圧を印加する荷電装置の消費電力の少なくともいずれかを含むプラント機器監視制御方法。

【請求項11】

請求項７～９のいずれか１項において、
前記第１のプラント機器は火力発電所の電気集塵装置であり、
前記環境データとして、前記火力発電所のボイラに使用される炭種、前記ボイラのボイラ負荷を含み、
前記外乱データとして、前記電気集塵装置の上流におけるダスト清浄化の実施を含むプラント機器監視制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プラント機器を監視、制御するプラント機器監視制御システム及びプラント機器監視制御方法に関する。特に、プラントからの排ガスに含まれる煤塵を処理する電気集塵装置の監視に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば火力発電所、製鉄所といったプラントでは、サイトに設けられた中央操作室にてプラントに設けられた各機器（「プラント機器」という）の運転状況を監視している。各プラント機器は広大なサイトに配置されているため、各機器に設けられたセンサからの計測値は中央操作室に集められ、中央操作室のオペレータはこれらから各機器の運転状況を把握し、必要な制御を行っている。これらの計測値には、プラントの稼働状況に関するデータ（例えば、燃料、材料等の投入量、発電量や生産量等）、各機器の動作パラメータ（各機器に供給される電流値、電圧値等）、排ガス、排水、廃棄物等に含まれる規制物質の濃度等のデータが含まれている。

【0003】

世界的な環境意識の高まりに伴い、各国、地域でプラントから排出される排ガス、排水、廃棄物等について様々な環境規制が定められている。このため、プラントには排ガス、排水、廃棄物等に含まれる規制物質を所定値以下に除去するための環境保全装置が設けられている。このような環境保全装置の一つとして電気集塵装置がある。電気集塵装置は排ガス中に含まれる煤塵を捕集する装置である。電気集塵装置の最適化を実現する公知技術として特許文献１がある。特許文献１は移動電極形電気集塵装置に関し、集塵極板の移動速度が大きいほどダストの堆積を抑制することができる一方、移動速度が大きいと構成部品が著しく摩耗し、寿命が短くなることから、集塵極板の周期ごとに放電極と集塵極板における荷電状況を判断し、荷電状況に応じて集塵極板の移動速度を調整することを開示する。

【0004】

一方、特許文献２には機器に設けられたセンサからの計測値を継続的に遠隔監視することにより、機器の性能特性を分析し、目標とする性能特性と比較する。これにより、機器の性能の劣化を早期に把握することが可能になる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０００－１４０６８９号公報

【文献】米国特許第８７３８３２６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

プラントの中央操作室には各プラント機器に設けられたセンサから膨大なデータが集められている。一方で、省力化の進むプラントでは、中央操作室で少数のオペレータがプラント全体を制御する必要があるため、集められた膨大なデータを活用し切ることは難しい。例えば、火力発電所であれば、環境規制を守りつつ、電力需要に応じて発電量を制御するため、ボイラやタービンといったプラント機器（これらを「主機」という）への燃料等の投入量や発電量、あるいは環境保全装置から排出される排ガスや排水等における規制物質の量などについては、これらのデータをモニタし、目標値や規制値にあわせてリアルタイムに必要な制御が行われる。これに対して、特許文献１に記述されるようなプラントの運転における目標値や規制値とは直接的には関係しない、例えば補機（主機以外のプラント機器をいう）の運転の最適化といった制御はプラント全体の運転を管理する中央操作室では行わない。このため、補機の据え付け時に設定した設定値がそのまま用いられ、補機の運転状態をチェックするのは、実質的には年単位で実施される定期点検のみということも少なくない。この場合、長期間にわたって効率の下がった状態で補機の運転が継続されるおそれがある。

【0007】

特許文献１は荷電特性に基づいて移動電極の最適制御を行うとするものであるが、電気集塵装置の性能に影響する因子は多く、一部の構成要素で最適化するのではなく、過去の運転傾向なども把握して、装置全体の最適化を図る必要がある。また、特許文献２には早期に機器の異常を検知することを目的としており、センサ計測値等からの知見を機器の日々のオペレーションに反映させることについて開示されていない。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一実施態様であるプラント機器監視制御システムは、第１のプラント機器を含む複数のプラント機器と、複数のプラント機器のそれぞれに対応して設けられる複数の監視制御装置と、複数のプラント機器に設けられる複数のセンサと、複数のプラント機器の複数のセンサからのセンサ計測値を集約する監視装置と、監視装置に集約されるセンサ計測値を連続監視し、プラント機器に対応する監視制御装置に、センサ計測値に応じてリアルタイムに運転値を指示する中央制御装置と、監視装置及び中央制御装置から、センサ計測値及び運転値を含む第１のモニタリングデータを受信し、所定期間における第１のプラント機器の動作状態を解析し、前記第１のプラント機器の動作状態の解析結果により第１のプラント機器の最適運転値の判定を行う機器状態監視装置とを有する。

【0009】

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかにされる。

【発明の効果】

【0010】

中央操作室の負荷を増すことなく、プラント機器、特に補機の運転値の設定値の最適値を判定することにより、プラント機器の健全性や運転コストの低減などを図りつつ、日々のオペレーションの最適運転指南を実現する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】火力発電所の環境保全装置の構成例である。

【図2A】電気集塵装置の概略構成図である。

【図2B】電気集塵装置の原理を説明する図である。

【図3】プラント機器監視制御システムの構成例である。

【図4】監視装置で使用されるセンサ計測値と機器状態監視装置で使用されるセンサ計測値との関係を説明する図である。

【図5】機器状態監視装置の構成例である。

【図6】機器状態監視装置で使用するモニタリングデータの例である。

【図7】データ処理部が生成する２軸グラフの例である。

【図8】データ処理部が生成する２軸グラフの例である。

【図9】データ処理部が生成する２軸グラフの例である。

【図10】データ処理部が生成する２軸グラフの例である。

【図11】プラント機器監視制御システムの別の構成例である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

図１にプラントの一例である火力発電所の環境保全装置の構成例を示す。１００が主機に該当する装置群である。ボイラ１０１で発生させた蒸気によりタービン１０２を回転させ、発電機１０３を回すことにより電気を発生させる。タービン１０２を回転させるのに使用された蒸気は復水器１０４に導入されることにより水に戻され、再びボイラ１０１に供給される。ボイラ１０１は化石燃料により水を蒸気に変換するため、ボイラ１０１から排出される排ガスには様々な規制物質が含まれることになる。これらを除去するため、環境保全装置１１０が設けられている。環境保全装置１１０の代表的な装置には、脱硝装置１１１、電気集塵装置１１３、脱硫装置１１４が含まれる。脱硝装置１１１は排ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯ_ｘ）を低減するための装置であり、例えば排ガスにアンモニア（ＮＨ_３）を吹き込み、触媒上でＮＯ_ｘを窒素と水に分解する選択的触媒還元脱硝技術等が知られている。電気集塵装置１１３は排ガスに含まれる煤塵粒子を低減するための装置であり、これについては後述する。脱硫装置１１４は排ガスに含まれる硫黄酸化物（ＳＯ_ｘ）を低減するための装置であり、例えば排ガスと石灰石スラリを気液接触させ、カルシウム（Ｃａ）と亜硫酸ガス（ＳＯ_２）とを反応させることにより、ＳＯ_２を吸収するとともに副生品として石膏を回収する湿式石灰石膏法等が知られている。

【0013】

図２Ａに電気集塵装置１１３の概略構成図を示す。図２Ａの例では、２本の煙道２０１，２０２が設けられ、それぞれの煙道から導入された排ガスは装置を通過する過程で、排ガスに含まれる煤塵が捕集される。また、排ガスが電気集塵装置１１３を通過する間に３つの集塵区画２０３～２０５を通過するようにされている。各集塵区画には、煤塵を付着させる集塵極が配置されている（後述する図２Ｂを参照）。集塵極に付着、堆積した煤塵を剥離させ、ホッパ２０６内に捕集する。なお、電気集塵装置１１３は要求集塵性能に応じて設計され、煙道の数や集塵区画の数はそれに応じて定められるものであり、特定の数に限定されるものではない。

【0014】

図２Ｂを用いて電気集塵装置の原理を説明する。各集塵区画には、図２Ｂに示す放電極２１１と集塵極２１２との対が複数配置され、その間を排ガスが通過するように構成されている。電気集塵装置の動作時には、放電極２１１と集塵極２１２との間に高電圧を印加することにより、コロナ放電を発生させる。これによりイオン２１３が発生する。排ガスに含まれる煤塵はイオン２１３により帯電し、静電引力によって放電極に対向する集塵極２１２にひきつけられ、付着、堆積することで、排ガスに含まれる煤塵が低減される。煤塵が集塵極２１２に堆積し続けると集塵性能が低下するため、堆積した煤塵は集塵極２１２から剥離させる必要がある。このため、集塵極２１２を槌打ちして振動を与えることにより、堆積した煤塵を剥離させる固定電極式装置、あるいは集塵極２１２を移動可能に構成し、集塵極を移動させて堆積した煤塵をブラシで払い落とす移動電極式装置といった方式の装置が知られている。電気集塵装置１１３にはいずれか一方、または双方の方式の装置を適用することが可能である。

【実施例1】

【0015】

図３に実施例１におけるプラント機器監視制御システムを示す。制御対象は図１に示したようなプラント機器であり、本例では主機３０１、電気集塵装置３０３、補機３０５を例示している。これらプラント機器にはそれぞれ複数のセンサ３０２，３０４，３０６が設けられており、これらセンサの測定値はそれぞれのプラント機器を監視、制御する監視制御装置３１１，３１２，３１３にリアルタイムに入力される。また、そのセンサ計測値の一部は中央操作室３２０の監視装置３２１にもリアルタイムに入力されている。中央操作室３２０では、監視装置３２１に集約される各プラント機器からのセンサ計測値を連続監視しながら、中央制御装置３２２はプラントの目標値、規制値に応じて各プラント機器に対しての制御を行う。中央制御装置３２２からの指示は各プラント機器の監視制御装置３１１，３１２，３１３に伝達され、各監視制御装置において中央制御装置３２２の指示に基づくプラント機器の制御を実行する。監視制御装置３１１，３１２，３１３により設定された各プラント機器への運転値は、中央制御装置３２２にても把握されている。

【0016】

プラント機器に設けられるセンサの種類や数は特に限定されない。センサは機器の監視、制御に必要な項目に応じて設置される。例えば、電気集塵装置３０３に設けられるセンサ３０４が計測する対象としては、例えば電気集塵装置の荷電電流、荷電電圧、火花回数などが挙げられる。

【0017】

本実施例のプラント機器監視制御システムにおいては、さらに、これらプラント機器の動作状態を監視する機器状態監視装置３３１を有している。中央操作室がプラント機器の日々のオペレーションの制御を目的とする機器監視制御を行うのに対して、機器状態監視装置３３１はプラント機器の性能向上や健全性の維持や運転コストの低減等を実現する最適運転値の判定を目的とするための解析を行う。なお、図３では、機器状態監視装置３３１は中央操作室３２０外に配置されているが、中央操作室３２０内に設けてもよく、逆にプラントのサイト外に設けてもよい。監視装置３２１、中央制御装置３２２と機器状態監視装置３３１とはネットワークを通じて接続されるが、ネットワークは公衆回線であってもよく、専用回線であってもよい。

【0018】

監視装置３２１で使用されるセンサ計測値と機器状態監視装置３３１で使用されるセンサ計測値との関係について、図４を用いて説明する。監視装置３２１の記憶装置４０１には各プラント機器から収集されたセンサ計測値が蓄積されている。例えば、モニタリングデータ４１０のような形で蓄積され、センサ計測値が監視装置３２１に到達した時間とセンサ計測値とを組にして記憶する。なお、図４では説明の簡素化のためにすべてのセンサ計測値が同じタイミングで監視装置３２１に到達しているように記載しているが、センサ計測値はそれぞれのタイミングで監視装置３２１に到達すればよい。監視装置３２１は、モニタリングデータ４１０からプラントの目標値や規制値に関係するセンサ計測値、あるいはセンサ計測値から算出されるデータを指標として監視装置３２１のモニタ４０３に時系列に表示する（波形４０４）。中央操作室３２０のオペレータは、指標を連続監視しながら、中央制御装置３２２から各プラント機器に対してリアルタイムに必要な制御を実行する。

【0019】

一方、機器状態監視装置３３１ではモニタリングデータ４１０から加工して作成するモニタリングデータ４１１に基づきプラント機器の状態を監視し、プラント機器の最適運転値の判定のための解析を行う。このため、監視データにはリアルタイム性は必要なく、動作状況の細かい変動は捨象して傾向が分かればよい。このため、モニタリングデータ４１１は、モニタリングデータ４１０から、日々のオペレーション中に生じる外乱やノイズを除き、所定時間で平均化することにより平準化されている。例えば、波形４０４に相当するモニタリングデータ４１１に基づく波形４０６を作成したとすれば、波形４０４に含まれる外乱４０５が除去され、波形４０４の細かい変動が均され平準化されたものとなっている。また、プラント機器の運転の最適運転値の判定のためには、リアルタイムな変動よりも、一定期間以上蓄積された運転データから把握される傾向や同等の条件下での運転データの比較の方が重要である。このため、機器状態監視装置３３１での制御はバッチ処理で行われる。このため、監視装置３２１からのセンサ計測値、中央制御装置３２２からの各プラント機器の設定運転値のような制御情報は、例えば１回／日のタイミングで機器状態監視装置３３１に転送されればよい。

【0020】

以下、補機の一つである電気集塵装置を例として、本実施例におけるプラント機器監視制御システムにより電気集塵装置の最適運転値を判定する例について説明する。電気集塵装置の最適運転値判定の対象は少なくとも以下の３つのいずれかを含むものとする。

【0021】

（１）煤塵払い落とし運用
図２Ｂで説明したように、煤塵が集塵極に堆積し過ぎないよう、煤塵がある程度堆積した段階で剥離させる必要がある。一方で、煤塵の払い落としを過剰に行うと設備の早期の摩耗、劣化につながるおそれがある。このため、集塵極槌打ちサイクル、放電極槌打ちサイクルあるいは移動電極回転速度の設定値の最適値を判定する。

【0022】

（２）電極の荷電方法
電気集塵装置の集塵性能は煤塵の性状に大きな影響を受ける。例えば、排ガスに電気抵抗率の高い煤塵が多く含まれている場合、集塵極に堆積した煤塵層で絶縁破壊が起こり、集塵極より正イオンが放出される現象（「逆電離」という）が生じやすくなることが知られており、この場合、集塵性能は著しく低下する。このような場合、電極への荷電方法を間欠化することで、逆電離の発生を抑えることができる。このように煤塵の特性やプラントの運転状態に応じて、電極への荷電方法を連続荷電、間欠荷電（及びその場合の荷電率）、パルス荷電のどれが性能最大（最適運転値）となるかを判定する。

【0023】

（３）荷電装置の消費電力
放電極・集塵極間に負電圧を印加する荷電装置の消費電力は、印加する電流、電圧及び荷電方法により定まる。集塵性能を維持しつつ、消費電力を節減するよう最適な荷電装置の消費電力を判定する。

【0024】

図５に機器状態監視装置３３１を実現する計算機５００のハードウェア構成例を示す。計算機５００は、プロセッサ５０１、主記憶５０２、補助記憶５０３、入出力インタフェース５０４、表示インタフェース５０５、ネットワークインタフェース５０６を含み、これらはバス５０７により結合されている。入出力インタフェース５０４は、キーボードやマウス等の入力装置５０９と接続され、表示インタフェース５０５は、ディスプレイ５０８に接続され、ＧＵＩを実現する。ネットワークインタフェース５０６は監視装置３２１や中央制御装置３２２と接続するためのインタフェースである。補助記憶５０３は通常、ＨＤＤやフラッシュメモリなどの不揮発性メモリで構成され、計算機５００が実行するプログラムやプログラムが処理対象とするデータ等を記憶する。主記憶５０２はＲＡＭで構成され、プロセッサ５０１の命令により、プログラムやプログラムの実行に必要なデータ等を一時的に記憶する。プロセッサ５０１は、補助記憶５０３から主記憶５０２にロードしたプログラムを実行する。

【0025】

補助記憶５０３には、中央操作室から機器状態監視装置３３１に送信される環境データ、機器運転値、センサ計測値を含む第１モニタリングデータ５０３１、プラント機器（ここでは電気集塵装置）の最適運転値判定を行うために第１モニタリングデータ５０３１を加工して得た第２モニタリングデータ５０３２、電気集塵装置の動作状態を監視するための電気集塵装置（ＥＰ：Electrostatic Precipitator）監視プログラム５０３３を含む。

【0026】

前述の通り、機器状態監視装置３３１ではリアルタイム性を必要としないため、第１モニタリングデータも例えば、１回／１日の頻度のバッチ処理で中央操作室から送信され、補助記憶５０３に格納する。第１モニタリングデータ５０３１にはセンサ計測値（図４に示したモニタリングデータ４１０）の他に、中央制御装置３２２から取得される電気集塵装置の設定運転値（前述の煤塵払い落とし運用、荷電方法、消費電力）や化石燃料として石炭を使用する場合の炭種など電気集塵装置の性能に影響を及ぼす環境データが含まれる。

【0027】

ＥＰ監視プログラム５０３３のデータ生成部５０３３ａは、第１モニタリングデータ５０３１を加工して、第２モニタリングデータ５０３２を生成する。第２モニタリングデータ５０３２の例を図６に示す。時間軸６００に沿って、センサ計測値６０１、環境データ６０２、外乱データ６０３、機器運転値６０４を含んでいる。時間軸６００は所定時間幅（例えば１時間単位）で纏められている。中央操作室でオペレーションのために監視するセンサ計測値が電気集塵装置出口の煤塵濃度であるとすると、環境データ６０２はその値に対して系統的な影響を及ぼす情報が選択される。これには、オペレータが入力するものと、他のプラント機器からのセンサ計測値から得られるものとがありうる。化石燃料として石炭を用いる場合、使用する石炭の性状は排ガスの性状に影響を及ぼす。使用されている炭種はオペレータが入力する。また、ボイラの負荷は排ガス量に影響する。これは主機のセンサ計測値から得ることができる。外乱６０３はセンサ計測値の一時的な変化が外乱によるものかそうでないかを判定するための情報である。例えば、図４に示した波形４０４が電気集塵装置出口の煤塵濃度であったとすると、その波形４０５が外乱によるものかそうでないかを判定するための情報である。起こりうる外乱を環境保全装置のオペレーション等から推定しておくことで判定が可能になる。例えば、波形４０５のような一時的な煤塵濃度の上昇は、電気集塵装置の上流においてダスト清浄化を行った場合に生じうる。具体的には、空気予熱器１１２（図１参照）においてスーツブロアを行うと、一時的に煤塵を多く含んだ排ガスが電気集塵装置１１３に流入し、電気集塵装置出口の煤塵濃度も一時的に上昇する。このような外乱による変動は機器の最適運転値判定の観点からは無視してよいため、プロセス機器（この場合は、空気予熱器１１２）のセンサ計測値、あるいは機器運転値から外乱の発生６０５を判定する。データ生成部５０３３ａはそのデータ生成アルゴリズムにしたがって、第１モニタリングデータ５０３１のデータの加工（外乱イベント発生の判定、センサ計測値の平均化等）を実施して第２モニタリングデータ５０３２を得る。

【0028】

データ処理部５０３３ｂでは、第２モニタリングデータ５０３２に基づき、電気集塵装置の動作状況の解析を行う。図６に示すように、第２モニタリングデータ５０３２は、電気集塵装置についてのセンサ計測値６０１、環境データ６０２、外乱６０３、機器運転値６０４が、時間軸６００にリンクされて記憶されることにより、環境、外乱の有無、機器制御状態によるフィルタリングが可能にされている。例えば、外乱６０３の清浄化ＯＮとなっているデータをフィルタリングすることにより、電気集塵装置の上流において清浄化が行われていない期間のセンサ計測値のみを使用して電気集塵装置の動作状況を解析することが可能になる。

【0029】

データ処理部５０３３ｂでは、所定のデータ（センサ計測値やパラメータ等）のそれぞれを監視するのみでなく、複数のデータの相互関係を監視するようにデータ処理を行う。例えば、データ処理部５０３３ｂは２つのデータを軸として２軸グラフを生成し、生成した２軸グラフをデータ表示部５０３３ｃによりディスプレイ５０８に表示する。以下、その例を図７～１０に示す。

【0030】

図７は電気集塵装置のある集塵区画（ここでは第１区）における荷電状態を示す２軸グラフ７０１である。電気集塵装置への荷電は区画ごとに設けられた変圧整流器により行われる。変圧整流器は、低圧電源を変換して電極に荷電電圧、電流を供給する装置である。２軸グラフ７０１は横軸に変圧整流器の荷電電圧、縦軸に変圧整流器の荷電電流をとったグラフである。図２Ａに示したように電気集塵装置が煙道を複数有する場合には、複数の変圧整流器が設けられ、それぞれの変圧整流器がそれぞれ煙道の電極に対して荷電電流、電圧を供給している。それを区別するため、２軸グラフ７０１では変圧整流器ごとに異なるプロットマークを使用している。また、直近のデータのプロットマーク７０２，７０３を視認しやすくするため、他のデータとは区別して表示している。

【0031】

データ処理部５０３３ｂは、２軸グラフ７０１に表示させる時間幅をフィルタリングすることができる。また、時間でフィルタする他、第２モニタリングデータ５０３２の環境データ、例えば炭種やボイラ負荷をいくつかの負荷幅に区切ってフィルタリングすることにより、同等または類似の条件下での動作状況における変化の有無を確認することが容易になる。

【0032】

図８は電気集塵装置の集塵性能と変圧整流器の消費電力を示す２軸グラフ８０１である。２軸グラフ８０１は横軸に変圧整流器の消費電力、縦軸に電気集塵装置出口の煤塵濃度をとったグラフである。変圧整流器の消費電力と煤塵濃度との関係をとることにより、電気集塵装置の集塵効率を解析できる。先に説明したように荷電方法は複数種類ある。このため、荷電方法（連続荷電あるいは間欠荷電、またはパルス荷電）ごとに異なるプロットマークを使用している。また、直近のデータのプロットマーク８０２を視認しやすくするため、他のデータとは区別して表示している。図７と同様に、データ処理部５０３３ｂは、２軸グラフ８０１に表示させる時間をフィルタリングすることができる。

【0033】

図９、図１０はそれぞれ機器運転値と煤塵濃度との関係を示す２軸グラフ９０１，１００１である。電気集塵装置が固定電極式装置の場合は、図９のように機器運転値として集塵極槌打間隔を用いて、電気集塵装置が移動電極式装置の場合は、図１０のように機器運転値として移動集塵極の回転速度を用いて、グラフ化する。これにより、煤塵の払い落とし頻度が電気集塵装置出口の煤塵濃度との関係で適正に保たれているかどうかの解析が可能となる。これらのグラフにおいても直近のデータのプロットマーク９０２，１００２を視認しやすくするため、他のデータとは区別して表示しており、図７と同様に、データ処理部５０３３ｂは、２軸グラフ９０１，１００１に表示させる時間幅をフィルタリングすることができる。

【0034】

これらの解析を踏まえ、機器運転値の設定値の最適値を判定することが可能になる。例えば、電気集塵装置出口の煤塵濃度が定常的に十分低いとみなすことができれば、槌打間隔を伸ばす、あるいは移動集塵極の移動速度を遅くすることにより、設備の劣化の進行を遅くすることができる。同様に、環境条件ごとに機器運転値の設定値の最適値を判定することも可能である。

【実施例2】

【0035】

図１１に実施例２におけるプラント機器監視制御システムを示す。実施例２における状態監視装置は個々のプラント機器に対応して設けられている。図１１は電気集塵装置に対して電気集塵装置状態監視装置１１０１が設けられている。電気集塵装置状態監視装置１１０１は、電気集塵装置３０３に設けられたセンサ３０４の計測値に関しては、監視制御装置３１２が受信したセンサ計測値を得るようにする。中央操作室にはプラント機器に設けられている全ての機器の計測値が収集されているとは限らない。このため、監視制御装置３１２で収集されているセンサ計測値を得ることにより、プラント機器に対して計測されている全てのセンサ計測値を得ることが可能になる（図１１の例では、センサ計測値ｂ_４が実施例１に比べて新たに得ることが可能になる）。このため、実施例１のシステムよりもプラント機器についてのより詳細な情報を得ることが可能になる。

【0036】

電気集塵装置状態監視装置１１０１は、電気集塵装置３０３に関するセンサ計測値、機器運転値について、監視制御装置３１２から得ることができる。一方、プラントにおける環境データ、他のプラント機器に関するセンサ計測値、機器運転値については、監視装置３２１、中央制御装置３２２から得る必要がある。これにより、実施例１と同様の解析を、より多種類のセンサ計測値を用いてより詳細に実行することができる。この場合、監視装置３２１で受信する電気集塵装置３０３に関するセンサ計測値は監視制御装置３１２で受信するセンサ計測値との時間にずれが生じる。このため、監視装置３２１からのセンサ計測値データには電気集塵装置からのセンサ計測値データも含ませておき、計測値データ間のマッチングをとって時間の補正を行うようにすればよい。あるいは時間の誤差がある程度の範囲に収まるようであれば、特に時間の補正も不要としてもよい。

【符号の説明】

【0037】

１００：主機装置群、１０１：ボイラ、１０２：タービン、１０３：発電機、１０４：復水器、１１０：環境保全装置、１１１：脱硝装置、１１２：空気予熱器、１１３，３０３：電気集塵装置、１１４：脱硫装置、１１５：煙突、１１６：熱交換器、２０１，２０２：煙道、２０３～２０５：集塵区画、２０６：ホッパ、２１１：放電極、２１２：集塵極、２１３：イオン、３０１：主機、３０５：補機、３０２，３０４，３０６：センサ、３１１，３１２，３１３：監視制御装置、３２０：中央操作室、３２１：監視装置、３２２：中央制御装置、３３１：機器状態監視装置、５０１：プロセッサ、５０２：主記憶、５０３：補助記憶、５０４：入出力インタフェース、５０５：表示インタフェース、５０６：ネットワークインタフェース、５０７：バス、５０８：ディスプレイ、５０９：入力装置、１１０１：電気集塵装置状態監視装置。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】