JPH1194206A - ボイラ火炉運転システム - Google Patents
ボイラ火炉運転システムInfo
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- JPH1194206A JPH1194206A JP9275206A JP27520697A JPH1194206A JP H1194206 A JPH1194206 A JP H1194206A JP 9275206 A JP9275206 A JP 9275206A JP 27520697 A JP27520697 A JP 27520697A JP H1194206 A JPH1194206 A JP H1194206A
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- boiler
- analysis
- calculation
- control amount
- furnace
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- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明はボイラ火炉を最適に運転するため
に、オンラインでの解析を可能とし、これによりボイラ
試運転時の燃焼調整期間の短縮と日常運転に於いても、
最適運転状態からずれた場合にユーザー自身で容易に元
の最適状態に戻すことの出来るボイラ火炉運転システム
を提供することにある。 【解決手段】 ボイラの運転データをオンラインで小型
汎用電子計算機に取込んで一連の解析作業を行なうとと
もに、ボイラ性能解析計算にボイラ火炉内の輻射電伝熱
計算に基づく解析手法を用い、該解析手法で求めた現状
ボイラ性能解析結果と最適運転性能計算結果との偏差に
基づいて、若しくは解析結果と過去の運転データ及び最
適運転データを要因データとしてニューラルネットワー
ク等による演算手法を用いて、ボイラ運転操作端子制御
の為の制御量を求めボイラ運転操作端子制御の為の制御
量を求め、該制御量に基づいてボイラの最適運転を行な
うことを特徴とする。
に、オンラインでの解析を可能とし、これによりボイラ
試運転時の燃焼調整期間の短縮と日常運転に於いても、
最適運転状態からずれた場合にユーザー自身で容易に元
の最適状態に戻すことの出来るボイラ火炉運転システム
を提供することにある。 【解決手段】 ボイラの運転データをオンラインで小型
汎用電子計算機に取込んで一連の解析作業を行なうとと
もに、ボイラ性能解析計算にボイラ火炉内の輻射電伝熱
計算に基づく解析手法を用い、該解析手法で求めた現状
ボイラ性能解析結果と最適運転性能計算結果との偏差に
基づいて、若しくは解析結果と過去の運転データ及び最
適運転データを要因データとしてニューラルネットワー
ク等による演算手法を用いて、ボイラ運転操作端子制御
の為の制御量を求めボイラ運転操作端子制御の為の制御
量を求め、該制御量に基づいてボイラの最適運転を行な
うことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はボイラ火炉等に利用
される運転システムに関する。
される運転システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ボイラ火炉を最適に運転する
ために、ボイラの運転データ計測、性能解析及び制御量
設定等の一連作業を統合的に管理運営を行う技術は従来
より存在するが、いずれも演算負荷が大きいためにオフ
ラインの運転制御となっている。かかる技術を図６にも
とづいて説明する。
ために、ボイラの運転データ計測、性能解析及び制御量
設定等の一連作業を統合的に管理運営を行う技術は従来
より存在するが、いずれも演算負荷が大きいためにオフ
ラインの運転制御となっている。かかる技術を図６にも
とづいて説明する。
【０００３】図６では先ずボイラ０１に設置の検出器０
２にて、ボイラ０１の運転状態を測るに必要な燃焼炉
内、蒸発管内及び補機の各データを計測する。計測デー
タは入力装置（インターフェース等）０３を介して運転
実績データ記憶装置（磁気テープ等）０４に先ず記憶さ
れる。記憶装置０４に記憶されたデータを元に、ボイラ
０１と接続されていないオフラインの電子計算機０１１
を用いて、現状運転時のボイラ０１の性能解析とこれを
最適の状態に変更するための制御量が診断される。
２にて、ボイラ０１の運転状態を測るに必要な燃焼炉
内、蒸発管内及び補機の各データを計測する。計測デー
タは入力装置（インターフェース等）０３を介して運転
実績データ記憶装置（磁気テープ等）０４に先ず記憶さ
れる。記憶装置０４に記憶されたデータを元に、ボイラ
０１と接続されていないオフラインの電子計算機０１１
を用いて、現状運転時のボイラ０１の性能解析とこれを
最適の状態に変更するための制御量が診断される。
【０００４】ボイラ性能解析作業は、先ず解析計算用デ
ータ作成手段０５により記憶装置０４に記憶されたデー
タを元に、解析計算データが作成部０６に作成記憶さ
れ、ボイラ性能解析手段０７の入力データとなる。ボイ
ラ性能解析手段０７には市販の汎用熱流動解析ソフトあ
るいは専用ソフトが組み込まれており、ボイラ火炉内の
状態、例えば燃焼・流動・伝熱等が、作成部０６に作成
記憶された解析計算データに基づいて詳細に解析され、
ボイラ火炉壁内の熱吸収分布あるいは火炉のガス出口ガ
ス温度等が求められ、これらの結果はボイラ性能解析結
果出力部０８に出力される。
ータ作成手段０５により記憶装置０４に記憶されたデー
タを元に、解析計算データが作成部０６に作成記憶さ
れ、ボイラ性能解析手段０７の入力データとなる。ボイ
ラ性能解析手段０７には市販の汎用熱流動解析ソフトあ
るいは専用ソフトが組み込まれており、ボイラ火炉内の
状態、例えば燃焼・流動・伝熱等が、作成部０６に作成
記憶された解析計算データに基づいて詳細に解析され、
ボイラ火炉壁内の熱吸収分布あるいは火炉のガス出口ガ
ス温度等が求められ、これらの結果はボイラ性能解析結
果出力部０８に出力される。
【０００５】ボイラ性能解析結果出力部０８に出力され
た結果から、ボイラ最適運転条件設定手段０９によりボ
イラ０１を最適の状態にするための制御量が診断され、
その診断結果はボイラ最適運転条件設定出力部０１０に
出力される。ボイラ最適運転条件設定出力部０１０の出
力値を元に、ボイラ０１に設置のボイラ運転操作端子制
御装置０１２を駆動してボイラ０１を最適運転状態へと
是正させる。しかし、ボイラ０１の性能評価０１３が期
待通り最適運転状態になっていない場合は、改めて始め
からやり直す必要がある。
た結果から、ボイラ最適運転条件設定手段０９によりボ
イラ０１を最適の状態にするための制御量が診断され、
その診断結果はボイラ最適運転条件設定出力部０１０に
出力される。ボイラ最適運転条件設定出力部０１０の出
力値を元に、ボイラ０１に設置のボイラ運転操作端子制
御装置０１２を駆動してボイラ０１を最適運転状態へと
是正させる。しかし、ボイラ０１の性能評価０１３が期
待通り最適運転状態になっていない場合は、改めて始め
からやり直す必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この従来システムで
は、ボイラ運転データ取得０１〜０４、電子計算機０１
１でのボイラ性能解析作業０５〜０１０およびボイラ運
転操作端子制御装置０１２間の夫々の接続がオフライン
になっているので、これらの間で大幅な時刻のずれが生
じてしまい、ボイラ０１を効率良く短期間で最適の運転
状態にすることは困難である。そのため、ボイラ試運転
時の燃焼調整期間も長く掛かり、その分コスト増とな
る。また日常運転に於いても、最適運転状態からずれた
場合にユーザー自身で元の最適状態に戻すのも容易でな
く、ランニングコストも高くなる。
は、ボイラ運転データ取得０１〜０４、電子計算機０１
１でのボイラ性能解析作業０５〜０１０およびボイラ運
転操作端子制御装置０１２間の夫々の接続がオフライン
になっているので、これらの間で大幅な時刻のずれが生
じてしまい、ボイラ０１を効率良く短期間で最適の運転
状態にすることは困難である。そのため、ボイラ試運転
時の燃焼調整期間も長く掛かり、その分コスト増とな
る。また日常運転に於いても、最適運転状態からずれた
場合にユーザー自身で元の最適状態に戻すのも容易でな
く、ランニングコストも高くなる。
【０００７】本発明はボイラ火炉を最適に運転するため
に、電子計算機を用いて、ボイラの運転データ計測、性
能解析及び制御量設定等の一連作業を統合的に管理運営
を行うにあたり、オンラインでの解析を可能とし、これ
によりボイラ試運転時の燃焼調整期間の短縮と、日常運
転に於いても、最適運転状態からずれた場合にユーザー
自身で容易に元の最適状態に戻すことの出来るボイラ火
炉運転システムを提供することにある。
に、電子計算機を用いて、ボイラの運転データ計測、性
能解析及び制御量設定等の一連作業を統合的に管理運営
を行うにあたり、オンラインでの解析を可能とし、これ
によりボイラ試運転時の燃焼調整期間の短縮と、日常運
転に於いても、最適運転状態からずれた場合にユーザー
自身で容易に元の最適状態に戻すことの出来るボイラ火
炉運転システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
ボイラ火炉を最適に運転するために、計測されたボイラ
の運転データに基づいて性能解析及び制御量設定等の一
連の解析作業を統合的に管理運営を行うボイラ火炉運転
システムにおいて、前記ボイラの運転データをオンライ
ンで小型汎用電子計算機に取込んで一連の解析作業を行
なうとともに、ボイラ性能解析計算にボイラ火炉内の輻
射電伝熱計算に基づく解析手法を用い、該解析手法で求
めた現状ボイラ性能解析結果と最適運転性能計算結果と
の偏差に基づいてボイラ運転操作端子制御の為の制御量
を求め、該制御量に基づいてボイラの最適運転を行なう
ことを特徴とする。
ボイラ火炉を最適に運転するために、計測されたボイラ
の運転データに基づいて性能解析及び制御量設定等の一
連の解析作業を統合的に管理運営を行うボイラ火炉運転
システムにおいて、前記ボイラの運転データをオンライ
ンで小型汎用電子計算機に取込んで一連の解析作業を行
なうとともに、ボイラ性能解析計算にボイラ火炉内の輻
射電伝熱計算に基づく解析手法を用い、該解析手法で求
めた現状ボイラ性能解析結果と最適運転性能計算結果と
の偏差に基づいてボイラ運転操作端子制御の為の制御量
を求め、該制御量に基づいてボイラの最適運転を行なう
ことを特徴とする。
【０００９】かかる発明によれば、オンラインで、而も
小型汎用電子計算機を用いて一連の解析作業を行なう為
に、タイムリな解析を可能とし、これによりボイラ試運
転時の燃焼調整期間の短縮と、日常運転に於いても、最
適運転状態からずれた場合にユーザー自身で容易に元の
最適状態に戻すことの出来る。又現状ボイラ性能解析計
算手法には、従来例とは異なりパソコンクラスでも解析
が出来るボイラ火炉内の輻射電伝熱に基づく解析手法を
用い、而も解析手法で求めた現状ボイラ性能解析結果と
最適運転性能計算結果との偏差に基づいてボイラ運転操
作端子制御の為の制御量を求める為に、より具体的には
偏差量が大きい時は現状の運転状態が最適状態からずれ
ていると判断し、即座にボイラ運転操作端子制御量を求
め、反対に偏差量が小さいときは現状の運転状態が最適
状態と判断し、即座に性能解析結果および現状運転デー
タは最適運転データ記憶装置に格納されるものであるた
めに、パソコンクラスでも容易に制御が可能である。
小型汎用電子計算機を用いて一連の解析作業を行なう為
に、タイムリな解析を可能とし、これによりボイラ試運
転時の燃焼調整期間の短縮と、日常運転に於いても、最
適運転状態からずれた場合にユーザー自身で容易に元の
最適状態に戻すことの出来る。又現状ボイラ性能解析計
算手法には、従来例とは異なりパソコンクラスでも解析
が出来るボイラ火炉内の輻射電伝熱に基づく解析手法を
用い、而も解析手法で求めた現状ボイラ性能解析結果と
最適運転性能計算結果との偏差に基づいてボイラ運転操
作端子制御の為の制御量を求める為に、より具体的には
偏差量が大きい時は現状の運転状態が最適状態からずれ
ていると判断し、即座にボイラ運転操作端子制御量を求
め、反対に偏差量が小さいときは現状の運転状態が最適
状態と判断し、即座に性能解析結果および現状運転デー
タは最適運転データ記憶装置に格納されるものであるた
めに、パソコンクラスでも容易に制御が可能である。
【００１０】請求項２記載の発明は、ボイラ火炉を最適
に運転するために、計測されたボイラの運転データに基
づいて性能解析及び制御量設定等の一連の解析作業を統
合的に管理運営を行うボイラ火炉運転システムにおい
て、前記ボイラの運転データをオンラインで小型汎用電
子計算機に取込んで一連の解析作業を行なうとともに、
ボイラ性能解析計算にボイラ火炉内の輻射電伝熱計算に
基づく解析手法を用い、過去の運転データ及び教師デー
タとして、ニューラルネットワークによる学習手段によ
り重み係数を演算する手法と、次に、この重み係数信号
に基づき、現状ボイラ性能解析結果、過去の運転データ
及び最適運転データを要因データとしてニューラルネッ
トワークによる演算手法の他、時系列解析モデル、ある
いはファジィ理論による演算手法を用いて、ボイラ運転
操作端子制御の為の制御量を求め、該制御量に基づいて
ボイラの最適運転を行なうことを特徴とする。
に運転するために、計測されたボイラの運転データに基
づいて性能解析及び制御量設定等の一連の解析作業を統
合的に管理運営を行うボイラ火炉運転システムにおい
て、前記ボイラの運転データをオンラインで小型汎用電
子計算機に取込んで一連の解析作業を行なうとともに、
ボイラ性能解析計算にボイラ火炉内の輻射電伝熱計算に
基づく解析手法を用い、過去の運転データ及び教師デー
タとして、ニューラルネットワークによる学習手段によ
り重み係数を演算する手法と、次に、この重み係数信号
に基づき、現状ボイラ性能解析結果、過去の運転データ
及び最適運転データを要因データとしてニューラルネッ
トワークによる演算手法の他、時系列解析モデル、ある
いはファジィ理論による演算手法を用いて、ボイラ運転
操作端子制御の為の制御量を求め、該制御量に基づいて
ボイラの最適運転を行なうことを特徴とする。
【００１１】即ち、請求項２記載の発明は、輻射電伝熱
計算に基づく解析手法で求めた現状ボイラ性能解析結果
と過去の運転データ及び最適運転データを要因データと
してニューラルネットワーク等の演算手法を用いて、ボ
イラ運転操作端子制御の為の制御量を求めるものであ
る。即ち本発明は、ニューラルネットワークによる二段
階のボイラ運転操作端子制御量設定手法を用いることに
より、請求項１記載の発明よりも精度が高く、更に学習
効果を用いることにより、設定スピードも次第に早くな
るという利点がある。
計算に基づく解析手法で求めた現状ボイラ性能解析結果
と過去の運転データ及び最適運転データを要因データと
してニューラルネットワーク等の演算手法を用いて、ボ
イラ運転操作端子制御の為の制御量を求めるものであ
る。即ち本発明は、ニューラルネットワークによる二段
階のボイラ運転操作端子制御量設定手法を用いることに
より、請求項１記載の発明よりも精度が高く、更に学習
効果を用いることにより、設定スピードも次第に早くな
るという利点がある。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施
形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、そ
の相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、こ
の発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説
明例にすぎない。
適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施
形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、そ
の相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、こ
の発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説
明例にすぎない。
【００１３】（実施形態１）図１に於いて、１はボイ
ラ、３は検出器で、ボイラ１の運転状態を測るに必要な
燃焼炉内、蒸発管内及び補機の各データを計測する。該
計測データは電子計算機２側の入力装置（インターフェ
ース）４を介して過去の運転データ記憶装置７に記憶さ
れるとともに、電子計算機２内のボイラ性能解析計算手
段５に入力される。電子計算機２はボイラ運転データ計
測、ボイラ性能解析及びボイラ制御等の一連作業を統合
的に管理するための小型汎用電子計算機で、市販のパソ
コンを用いている。尚、本実施形態においては、検出器
３で取り込むデータの容量や火炉分割数を増やすため
に、パソコン２に代えてより大規模なエンジニアリング
ワークステーション（ＥＷＳ）を用いても良い。
ラ、３は検出器で、ボイラ１の運転状態を測るに必要な
燃焼炉内、蒸発管内及び補機の各データを計測する。該
計測データは電子計算機２側の入力装置（インターフェ
ース）４を介して過去の運転データ記憶装置７に記憶さ
れるとともに、電子計算機２内のボイラ性能解析計算手
段５に入力される。電子計算機２はボイラ運転データ計
測、ボイラ性能解析及びボイラ制御等の一連作業を統合
的に管理するための小型汎用電子計算機で、市販のパソ
コンを用いている。尚、本実施形態においては、検出器
３で取り込むデータの容量や火炉分割数を増やすため
に、パソコン２に代えてより大規模なエンジニアリング
ワークステーション（ＥＷＳ）を用いても良い。
【００１４】この小型汎用電子計算機（以下パソコンと
いう）２には、ＲＡＭ、ＦＤ、ＨＤＤ等からなる過去の
運転データ記憶装置７と最適運転データ記憶装置８等の
記憶装置が内蔵されていると共に、検出器３よりの信号
を、所定のクロックに基づいて解析に必要な１６ビット
若しくは３２ビットデータにデジタル変換するパソコン
データ入力装置（インターフェース）４、所定の解析ソ
フトが格納された記憶部及びＣＰＵに基づいてボイラ性
能解析を行なうボイラ性能解析手段５、その解析結果を
出力する現状ボイラ性能解析結果出力部６、該出力部６
よりの現状の運転状態の解析結果と最適運転データ記憶
装置８よりの最適運転状態データとのずれ（偏差量）を
求める偏差量演算部９と、その偏差量演算出力部１０、
更にその結果を元にボイラ運転操作端子制御量を設定す
るための計算手段１１とその結果を出力する設定出力部
１２とを具えると共に、前記偏差量は偏差量演算出力部
１０より直接ボイラ１に、又ボイラ運転操作端子制御量
はボイラ運転操作端子制御装置１３を介してボイラ１に
出力される。
いう）２には、ＲＡＭ、ＦＤ、ＨＤＤ等からなる過去の
運転データ記憶装置７と最適運転データ記憶装置８等の
記憶装置が内蔵されていると共に、検出器３よりの信号
を、所定のクロックに基づいて解析に必要な１６ビット
若しくは３２ビットデータにデジタル変換するパソコン
データ入力装置（インターフェース）４、所定の解析ソ
フトが格納された記憶部及びＣＰＵに基づいてボイラ性
能解析を行なうボイラ性能解析手段５、その解析結果を
出力する現状ボイラ性能解析結果出力部６、該出力部６
よりの現状の運転状態の解析結果と最適運転データ記憶
装置８よりの最適運転状態データとのずれ（偏差量）を
求める偏差量演算部９と、その偏差量演算出力部１０、
更にその結果を元にボイラ運転操作端子制御量を設定す
るための計算手段１１とその結果を出力する設定出力部
１２とを具えると共に、前記偏差量は偏差量演算出力部
１０より直接ボイラ１に、又ボイラ運転操作端子制御量
はボイラ運転操作端子制御装置１３を介してボイラ１に
出力される。
【００１５】次にかかる実施形態の動作を説明する。先
ず検出器３によって得られたデータは逐一、パソコン２
側のボイラ性能解析計算作業のための入力装置４に入力
されると同時に過去の運転データ記憶装置７にも格納さ
れる。現状ボイラ性能解析計算手段５には、従来例とは
異なりパソコンクラスでもボイラ火炉内の輻射電伝熱計
算ができるソフトが組み込まれている。
ず検出器３によって得られたデータは逐一、パソコン２
側のボイラ性能解析計算作業のための入力装置４に入力
されると同時に過去の運転データ記憶装置７にも格納さ
れる。現状ボイラ性能解析計算手段５には、従来例とは
異なりパソコンクラスでもボイラ火炉内の輻射電伝熱計
算ができるソフトが組み込まれている。
【００１６】その一例として本実施形態で用いた輻射伝
熱計算手法について具体的に説明する。図２に示すよう
に、温度Ｔの等温気体塊に輻射強度ｉO が入射する場
合、その進行方向に気体塊から出る輻射強度ｉは、ａを
吸収係数、σをステファンボルツマン定数とすると次式
で表される。 ｉ＝ｉ0・ｅ-as＋（σＴ4／π）・（１−ｅ-as） …（１） ここに、ｉO 及びｉで示される輻射強度は与えられた方
向における単位射影面積、単位立体角あたりの輻射エネ
ルギー量を示す。
熱計算手法について具体的に説明する。図２に示すよう
に、温度Ｔの等温気体塊に輻射強度ｉO が入射する場
合、その進行方向に気体塊から出る輻射強度ｉは、ａを
吸収係数、σをステファンボルツマン定数とすると次式
で表される。 ｉ＝ｉ0・ｅ-as＋（σＴ4／π）・（１−ｅ-as） …（１） ここに、ｉO 及びｉで示される輻射強度は与えられた方
向における単位射影面積、単位立体角あたりの輻射エネ
ルギー量を示す。
【００１７】図３に示すように、ボイラ炉壁の微少部分
の面積ｄＡに入射する単位面積当りの輻射熱量ｑは、微
少部分の面積ｄＡをみる炉壁上の点ＰからｄＡに至るパ
スに上記式（１）を適用し、それをｄＡから見ることが
出来る炉壁上全ての点に関して積分することにより求め
られる。その際、火炉内のガス温度Ｔ、吸収係数ａは一
様でなく、場所によってかなり値が変化するため、幾つ
かの温度領域に分ける必要がある。本実施形態のように
計算容量の小さいパソコンで計算する場合には、Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄの４領域程度で充分である。また各領域でＴ
およびａは一定とする。射出点Ｐが乱射面の場合、その
温度および輻射率を、それぞれεW、ＴWとすると点Ｐか
ら射出される輻射強度ｉP は次式（２）で計算される。 ｉP＝（εW・σＴW 4）／π …（２）
の面積ｄＡに入射する単位面積当りの輻射熱量ｑは、微
少部分の面積ｄＡをみる炉壁上の点ＰからｄＡに至るパ
スに上記式（１）を適用し、それをｄＡから見ることが
出来る炉壁上全ての点に関して積分することにより求め
られる。その際、火炉内のガス温度Ｔ、吸収係数ａは一
様でなく、場所によってかなり値が変化するため、幾つ
かの温度領域に分ける必要がある。本実施形態のように
計算容量の小さいパソコンで計算する場合には、Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄの４領域程度で充分である。また各領域でＴ
およびａは一定とする。射出点Ｐが乱射面の場合、その
温度および輻射率を、それぞれεW、ＴWとすると点Ｐか
ら射出される輻射強度ｉP は次式（２）で計算される。 ｉP＝（εW・σＴW 4）／π …（２）
【００１８】この輻射強度ｉPが、途中のガスに吸収さ
れたり、輻射されたりして、微少面積ｄＡに到達される
時のエネルギーは、以下に示す「数１」〜「数４」によ
って計算することが出来る。
れたり、輻射されたりして、微少面積ｄＡに到達される
時のエネルギーは、以下に示す「数１」〜「数４」によ
って計算することが出来る。
【００１９】
【数１】
【００２０】
【数２】
【００２１】
【数３】
【００２２】
【数４】
【００２３】点Ｐから微少面積ｄＡを見る立体角ｄω
は、図４に示すように、 Ｄω＝ｄＡ・ｃｏｓ（π／２−φ）／ｓ2 であるから、ｄωの立体角で点Ｐから微少面積ｄＡへの
最終到達輻射強度ｄ2ＱPは、 ｄ2ＱP＝ｉa・ｓ2・ｄω・｛ｄＡ・ｃｏｓ（π／２−φ）／ｓ2｝ ＝ｉa・ｓｉｎφ・ｄＡ・ｄω となる。従って、これを全立体角について積分し、更に
微少面積ｄＡで割ると到達熱流速ｑは下記「数５」で計
算される。
は、図４に示すように、 Ｄω＝ｄＡ・ｃｏｓ（π／２−φ）／ｓ2 であるから、ｄωの立体角で点Ｐから微少面積ｄＡへの
最終到達輻射強度ｄ2ＱPは、 ｄ2ＱP＝ｉa・ｓ2・ｄω・｛ｄＡ・ｃｏｓ（π／２−φ）／ｓ2｝ ＝ｉa・ｓｉｎφ・ｄＡ・ｄω となる。従って、これを全立体角について積分し、更に
微少面積ｄＡで割ると到達熱流速ｑは下記「数５」で計
算される。
【００２４】
【数５】
【００２５】但し、微少面積ｄＡからは熱輻射εW・σ
・ＴW 4 が射出されるため微少面積ｄＡでの吸収熱流速
ｑは次式（８）となる。 ｑnet＝εW・（ｑ−σ・ＴW 4） …（８） 従って、これを火炉内全ての壁について求めると、火炉
での全熱吸収量が求まり、更に火炉出口ガス温度が下記
「数６」次式により計算される。
・ＴW 4 が射出されるため微少面積ｄＡでの吸収熱流速
ｑは次式（８）となる。 ｑnet＝εW・（ｑ−σ・ＴW 4） …（８） 従って、これを火炉内全ての壁について求めると、火炉
での全熱吸収量が求まり、更に火炉出口ガス温度が下記
「数６」次式により計算される。
【００２６】
【数６】
【００２７】この計算ロジックで組み込まれているボイ
ラ性能解析計算手順をソフト化し、前記解析計算手段５
に組込む。そして前記計算手段５で求めた、火炉壁熱吸
収分布、火炉出口ガス温度等の性能計算結果は現状ボイ
ラ性能解析結果出力部６に出力される。性能計算結果は
偏差量演算部９を用いて、最適運転データ記憶装置８に
格納されている過去の最適運転性能計算結果との偏差量
が計算され、その偏差量は、偏差量演算出力部１０に出
力される。
ラ性能解析計算手順をソフト化し、前記解析計算手段５
に組込む。そして前記計算手段５で求めた、火炉壁熱吸
収分布、火炉出口ガス温度等の性能計算結果は現状ボイ
ラ性能解析結果出力部６に出力される。性能計算結果は
偏差量演算部９を用いて、最適運転データ記憶装置８に
格納されている過去の最適運転性能計算結果との偏差量
が計算され、その偏差量は、偏差量演算出力部１０に出
力される。
【００２８】偏差量が大きい時は現状の運転状態が最適
状態からずれていると判断し、即座にボイラ運転操作端
子制御量設定手段１１により制御量を求め、ボイラ運転
操作端子制御量設定出力部１２に信号として出力され
る。この出力信号に基づいてボイラ運転操作端子制御装
置１３が駆動し、ボイラ１を最適の運転状態に是正させ
る。反対に偏差量が小さいときは現状の運転状態が最適
状態と判断し、即座に性能解析結果および現状運転デー
タは最適運転データ記憶装置８に格納され、始めに戻
る。
状態からずれていると判断し、即座にボイラ運転操作端
子制御量設定手段１１により制御量を求め、ボイラ運転
操作端子制御量設定出力部１２に信号として出力され
る。この出力信号に基づいてボイラ運転操作端子制御装
置１３が駆動し、ボイラ１を最適の運転状態に是正させ
る。反対に偏差量が小さいときは現状の運転状態が最適
状態と判断し、即座に性能解析結果および現状運転デー
タは最適運転データ記憶装置８に格納され、始めに戻
る。
【００２９】（実施形態２）図５は本発明の実施形態２
に係るボイラ火炉運転システムの構成図である。実施形
態２は、実施形態１の構成において、偏差量演算部９、
ボイラ最適運転状態からの偏差量演算出力部１０、ボイ
ラ運転操作端子制御量設定手段１１の代わりに、新たに
ボイラ運転操作端子制御量演算部１１ａを設けたもので
ある。このボイラ運転操作端子制御量演算部１１ａは、
ニューラルネットワークによる学習手段１０ａ、重み係
数出力部１０ｂ、ニューラルネットワークによるボイラ
運転操作端子制御量設定手段１０ｃから構成されてい
る。
に係るボイラ火炉運転システムの構成図である。実施形
態２は、実施形態１の構成において、偏差量演算部９、
ボイラ最適運転状態からの偏差量演算出力部１０、ボイ
ラ運転操作端子制御量設定手段１１の代わりに、新たに
ボイラ運転操作端子制御量演算部１１ａを設けたもので
ある。このボイラ運転操作端子制御量演算部１１ａは、
ニューラルネットワークによる学習手段１０ａ、重み係
数出力部１０ｂ、ニューラルネットワークによるボイラ
運転操作端子制御量設定手段１０ｃから構成されてい
る。
【００３０】本実施形態によれば、実施形態１と同様な
作用・効果が得られるのに加えて下記の様な作用・効果
が得られる。先ず、過去の運転データ記憶装置７に格納
されている過去の運転データ及び最適運転データ記憶装
置８に格納されている最適運転データを教師データとし
て、ニューラルネットワークによる学習手段１０ａによ
り重み係数出力部１０ｂに重み係数を出力する。次に、
この出力信号に基づき、現状ボイラ性能解析結果出力部
６からの出力値、過去の運転データ及び最適運転データ
を要因データとしてニューラルネットワークによるボイ
ラ運転操作端子制御量設定手段１０ｃにてボイラ運転操
作端子制御量を設定する。
作用・効果が得られるのに加えて下記の様な作用・効果
が得られる。先ず、過去の運転データ記憶装置７に格納
されている過去の運転データ及び最適運転データ記憶装
置８に格納されている最適運転データを教師データとし
て、ニューラルネットワークによる学習手段１０ａによ
り重み係数出力部１０ｂに重み係数を出力する。次に、
この出力信号に基づき、現状ボイラ性能解析結果出力部
６からの出力値、過去の運転データ及び最適運転データ
を要因データとしてニューラルネットワークによるボイ
ラ運転操作端子制御量設定手段１０ｃにてボイラ運転操
作端子制御量を設定する。
【００３１】このようにニューラルネットワークによる
二段階のボイラ運転操作端子制御量設定手法を用いるこ
とにより、実施形態１よりも精度が高く、更に学習効果
により設定スピードも次第に早くなるという利点があ
る。しかしながら、この発明においては、ボイラ運転操
作端子制御量設定手法としてニューラルネットワーク手
法を用いたが、時系列解析モデル、ファジィ理論等の他
の手法に代えても可能である。
二段階のボイラ運転操作端子制御量設定手法を用いるこ
とにより、実施形態１よりも精度が高く、更に学習効果
により設定スピードも次第に早くなるという利点があ
る。しかしながら、この発明においては、ボイラ運転操
作端子制御量設定手法としてニューラルネットワーク手
法を用いたが、時系列解析モデル、ファジィ理論等の他
の手法に代えても可能である。
【００３２】
【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、ボイ
ラ火炉を最適に運転するために、電子計算機を用いて、
ボイラの運転データ計測、性能解析及び制御量設定等の
一連作業を統合的に管理運営を行うにあたり、オンライ
ンでの解析を可能とし、これによりボイラ試運転時の燃
焼調整期間の短縮と、日常運転に於いても、最適運転状
態からずれた場合にユーザー自身で容易に元の最適状態
に戻すことの出来るボイラ火炉運転システムを提供出来
る。又請求項２記載の発明によれば、ニューラルネット
ワークによる二段階のボイラ運転操作端子制御量設定手
法を用いることにより、請求項１記載の発明よりも精度
が高く、更に学習効果を用いることにより、設定スピー
ドも次第に早くなるという利点がある。
ラ火炉を最適に運転するために、電子計算機を用いて、
ボイラの運転データ計測、性能解析及び制御量設定等の
一連作業を統合的に管理運営を行うにあたり、オンライ
ンでの解析を可能とし、これによりボイラ試運転時の燃
焼調整期間の短縮と、日常運転に於いても、最適運転状
態からずれた場合にユーザー自身で容易に元の最適状態
に戻すことの出来るボイラ火炉運転システムを提供出来
る。又請求項２記載の発明によれば、ニューラルネット
ワークによる二段階のボイラ運転操作端子制御量設定手
法を用いることにより、請求項１記載の発明よりも精度
が高く、更に学習効果を用いることにより、設定スピー
ドも次第に早くなるという利点がある。
【図１】本発明の実施形態１に係るボイラ火炉運転シス
テムの構成図である。
テムの構成図である。
【図２】本発明の実施形態１の中のボイラ性能解析手段
の原理に係る説明図である。
の原理に係る説明図である。
【図３】本発明の実施形態１の中のボイラ性能解析手段
の原理に係る説明図である。
の原理に係る説明図である。
【図４】本発明の実施形態１の中のボイラ性能解析手段
の原理に係る説明図である。
の原理に係る説明図である。
【図５】本発明の実施形態２に係るボイラ火炉運転シス
テムの構成図である。
テムの構成図である。
【図６】従来実施形態に係るボイラ火炉運転システムの
構成図である。
構成図である。
１ ボイラ ２ パソコン ３ 運転状態を計測するための検出器 ４ データ入力装置（インターフェース） ５ ボイラ性能解析手段（解析ソフト） ６ ボイラ性能解析結果出力部 ７、８ 過去及び最適運転状態のデータを記憶する領域 ９ 演算機能 １０ 演算結果出力部 １０ａ ニューラルネットワークによる学習手段 １０ｂ 重み係数出力部 １０ｃ ボイラ運転操作端子制御量設定手段 １１ ボイラ運転操作端子制御量を設定するための計
算手段 １１ａ ボイラ運転操作端子制御量演算部 １２ ボイラ運転操作端子制御量の結果出力部 １３ ボイラ運転操作端子制御装置
算手段 １１ａ ボイラ運転操作端子制御量演算部 １２ ボイラ運転操作端子制御量の結果出力部 １３ ボイラ運転操作端子制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤本 明彦 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業株式会社本社内
Claims (2)
- 【請求項１】 ボイラ火炉を最適に運転するために、計
測されたボイラの運転データに基づいて性能解析及び制
御量設定等の一連の解析作業を統合的に管理運営を行う
ボイラ火炉運転システムにおいて、 前記ボイラの運転データをオンラインで小型汎用電子計
算機に取込んで一連の解析作業を行なうとともに、ボイ
ラ性能解析計算にボイラ火炉内の輻射電伝熱計算に基づ
く解析手法を用い、該解析手法で求めた現状ボイラ性能
解析結果と最適運転性能計算結果との偏差に基づいてボ
イラ運転操作端子制御の為の制御量を求め、該制御量に
基づいてボイラの最適運転を行なうことを特徴とするボ
イラ火炉運転システム。 - 【請求項２】 ボイラ火炉を最適に運転するために、計
測されたボイラの運転データに基づいて性能解析及び制
御量設定等の一連の解析作業を統合的に管理運営を行う
ボイラ火炉運転システムにおいて、 前記ボイラの運転データをオンラインで小型汎用電子計
算機に取込んで一連の解析作業を行なうとともに、ボイ
ラ性能解析計算にボイラ火炉内の輻射電伝熱計算に基づ
く解析手法を用い、過去の運転データ及び教師データと
して、ニューラルネットワークによる学習手段により重
み係数を演算する手法と、次に、この重み係数信号に基
づき、現状ボイラ性能解析結果、過去の運転データ及び
最適運転データを要因データとしてニューラルネットワ
ークによる演算手法の他、時系列解析モデル、あるいは
ファジィ理論による演算手法を用いて、ボイラ運転操作
端子制御の為の制御量を求め、該制御量に基づいてボイ
ラの最適運転を行なうことを特徴とするボイラ火炉運転
システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9275206A JPH1194206A (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | ボイラ火炉運転システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9275206A JPH1194206A (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | ボイラ火炉運転システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1194206A true JPH1194206A (ja) | 1999-04-09 |
Family
ID=17552179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9275206A Pending JPH1194206A (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | ボイラ火炉運転システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1194206A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7355732B2 (en) | 2000-12-22 | 2008-04-08 | Ricoh Company, Ltd. | Printing mechanism for wireless devices |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0244119A (ja) * | 1988-08-02 | 1990-02-14 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | ボイラの最適燃焼制御方法 |
| JPH07210208A (ja) * | 1994-01-12 | 1995-08-11 | Hitachi Ltd | 火力プラント制御におけるオートチューニング方法及びそれを利用した火力プラント制御装置 |
| JPH08121704A (ja) * | 1994-10-20 | 1996-05-17 | Babcock Hitachi Kk | ボイラの蒸気温度制御装置 |
| JPH09113471A (ja) * | 1995-10-17 | 1997-05-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 輻射伝熱解析装置及び方法 |
-
1997
- 1997-09-22 JP JP9275206A patent/JPH1194206A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0244119A (ja) * | 1988-08-02 | 1990-02-14 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | ボイラの最適燃焼制御方法 |
| JPH07210208A (ja) * | 1994-01-12 | 1995-08-11 | Hitachi Ltd | 火力プラント制御におけるオートチューニング方法及びそれを利用した火力プラント制御装置 |
| JPH08121704A (ja) * | 1994-10-20 | 1996-05-17 | Babcock Hitachi Kk | ボイラの蒸気温度制御装置 |
| JPH09113471A (ja) * | 1995-10-17 | 1997-05-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 輻射伝熱解析装置及び方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7355732B2 (en) | 2000-12-22 | 2008-04-08 | Ricoh Company, Ltd. | Printing mechanism for wireless devices |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050513 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050711 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060113 |