工厂运转支援系统、工厂运转支援程序及工厂运转支援方法

专利名称：工厂运转支援系统、工厂运转支援程序及工厂运转支援方法
技术领域：
本发明的实施方式涉及在使具备二氧化碳的回收设备的火力发电厂运转的情况下有用的工厂运转支援系统、工厂运转支援程序及工厂运转支援方法。
背景技术：
提出了利用炼铁厂设备的CO2的分离回收系统的运用方法(例如参照专利文献I)。在该运用方法中，将在炼铁的过程中从炼铁厂设备产生的副产气体以及排热供给到炼铁厂设备所附带的经营者侧设备。在经营者侧设备中，利用被供给的排热来从副产气体中分离回收C02。此时，计测副产气体以及排热的供给量，按照该计测的供给量向经营者侧收取运转成本。结果，能够经 营CO2的分离回收系统的运用。另外，向火力发电厂设置如上所述的CO2回收设备等也在进展之中。在具备CO2回收设备的火力发电厂中，设想所谓CO2的排放权交易，要求预测在火力发电时作为排气产生的CO2的回收量和燃料的消耗量等。在先技术文献专利文献专利文献I :特许第4035451号公报
发明的概要发明所要解决的课题在此，在火力发电厂中设置的CO2回收设备设想为例如以作为蒸气涡轮发电机等的动力源的蒸气的一部分和实际发电的电力的一部分作为动力源来工作。因此，在变更所述蒸气涡轮发电机等的运转输出(工作的功率)的情况下，向CO2回收设备侧供给的蒸气的温度和压力的状态等也变化。伴随着该变化，CO2回收设备的CO2的回收能力也变化。也就是说，如果蒸气的温度或压力的状态变化，则能够从蒸气中取出热的效率等也变化，因此用于使CO2回收设备高效工作的最佳条件也变化。因此，为了高精度地预测上述的CO2的回收量和燃料的消耗量，需要考虑与蒸气涡轮发电机等的运转输出相应变化的蒸气的状态、即向CO2回收设备侧供给的热能量等的变化来进行预测计算。作为CO2的回收量的预测方法，例如在IPCC (Intergovernmental Panel onClimate Change)的报告中，作为表示设备的运转条件等的条件值而使用平均值或代表值等固定的值的预测计算方法等目前被利用。在考虑到这种实际情况的基础上，火力发电厂的运营侧希望事先掌握能够实现CO2的有效回收和高效的燃料消耗的火力发电设备的最佳运转条件。

发明内容
本发明的目的在于，提供一种能够对具备二氧化碳的回收设备的火力发电厂的有效运转进行支援的工厂运转支援系统、工厂运转支援程序及工厂运转支援方法。用于解决课题的手段一个实施方式的工厂运转支援系统对工厂的运转进行支援，该工厂具备火力发电设备、以及以所述火力发电设备的动力源的一部分的热能以及发电的电力的一部分作为动力源的二氧化碳回收设备，该工厂运转支援系统具备条件设定部、特性数据存储部和预测部。条件设定部设定要从所述工厂向外部供电的供电量和由所述火力发电设备产生的二氧化碳的目标的回收率。特性数据存储部存储特性数据，该特性数据表示与所述火力发电设备的运转输出相应变化的所述二氧化碳回收设备中的二氧化碳的回收能力。预测部基于所述条件设定部的设定内容和由所述特性数据存储部存储的存储内容，预测所述火力发电设备中的燃料的消耗量和所述二氧化碳回收设备中的二氧化碳的回收量。



图I是表示第I实施方式的工厂运转支援系统的硬件构成的功能框图。图2是表示图I的工厂运转支援系统的软件构成的功能框图。图3是概念性地表示用于预测图I、图2的工厂运转支援系统的CO2的回收量以及燃料的消耗量的处理的流程的图。图4是表示用于与图I的工厂运转支援系统比较构成的参考例的系统构成的功能框图。图5是更详细地表示图2的工厂运转支援系统的软件构成和各部的处理的流程的图。图6A是表示图5的工厂运转支援系统所具备的特性保管部中存储的热要求特性的图。图6B是表示与图6A的热要求特性不同构成的其他热要求特性的图。图7A是表示图5的工厂运转支援系统所具备的特性保管部中存储的电力要求特性的图。图7B是表示与图7A的电力要求特性不同构成的其他电力要求特性的图。图8A是表示图5的工厂运转支援系统所具备的特性保管部中存储的热有效率特性的图。图8B是表示与图8A的热有效率特性不同构成的其他热有效率特性的图。图9是表示图5的工厂运转支援系统所具备的特性保管部中存储的发电机效率特性的图。图10是表示第2实施方式的工厂运转支援系统的功能框图。图11是表示第3实施方式的工厂运转支援系统的功能框图。图12是表示第4实施方式的工厂运转支援系统的功能框图。图13是表示第5实施方式的工厂运转支援系统的功能框图。图14是表示第6实施方式的工厂运转支援系统的功能框图。图15是表示第7实施方式的工厂运转支援系统的功能框图。图16是表示第8实施方式的工厂运转支援系统的功能框图。图17是表示第9实施方式的工厂运转支援系统的功能框图。
图18是表示第10实施方式的工厂运转支援系统的功能框图。图19是表示第11实施方式的工厂运转支援系统的功能框图。图20是表示第12实施方式的工厂运转支援系统的功能框图。
具体实施例方式以下，基于

用于实施本发明的方式。(第I实施方式)如图I所示，本实施方式的工厂运转支援系统IA适于利用在具备火力发电设备和CO2回收设备的火力发电厂中，是能够预测CO2 (二氧化碳)的回收量和燃料的消耗量的系统。该工厂运转支援系统IA作为硬件主要具备经由总线6连接的CPU3、存储部7、输入操 作部5以及显示部2。显示部2由CRT或液晶显示器等显示装置实现。输入操作部5例如由键盘或鼠标等输入装置构成，接受由操作者输入操作的信息。存储部7具备存放工厂运转支援程序9(程序主体)的HDD等外部(辅助)存储装置和由RAM等实现的主存储器。CPU3将外部存储装置中存放的工厂运转支援程序9装载在主存储器上。结果，如图2所示，作为特性数据存储部发挥功能的特性保管部8、条件设定部10、预测部32以及输出部25由软件实现。其中，这些特性保管部8、条件设定部10、预测部32以及输出部25也可以通过将电子部件组合而成的硬件实现。在此，本实施方式的工厂运转支援系统IA被应用的对象的火力发电厂如下构成。即，如图3所示，上述火力发电设备具备一体地构成蒸气涡轮和发电机的蒸气涡轮发电机、产生作为该蒸气涡轮发电机的动力源的蒸气的锅炉等。CO2回收设备例如应用化学吸收法，从由上述火力发电设备产生的排气中回收C02。应用化学吸收法的该CO2回收设备利用吸收液的吸收和释放特性来分离C02。CO2回收设备以作为火力发电设备(蒸气涡轮发电机)的动力源的热能的一部分、即从锅炉所产生的蒸气中得到的热量的一部分以及由蒸气涡轮发电机发电的电力作为动力源来工作。详细而言，CO2回收设备例如具备吸收塔和再生塔。排气首先被引导至吸收塔，在吸收塔中吸收液吸收排气中的二氧化碳，成为所谓的富CO2的溶液。如果该吸收液在再生塔中被加热，则二氧化碳被释放并再次成为贫CO2的溶液。通过重复该循环，CO2回收设备从排气中连续分离回收co2。其中，CO2回收设备也可以取代上述化学吸收法，而利用膜分离法从排气中回收CO2。在工厂运转支援系统IA所具备的上述条件设定部10中，如图I、图2所示，设定由操作者一边在显示部2中参照例如以⑶I显示的对话画面等、一边经由输入操作部5输入(指定)的条件。具体而言，在条件设定部10中，至少设定从输入操作部5输入的〈1>送电端发电量[单位GWh/T]和<2>C02回收率[单位%/T]。〈1>送电端发电量是例如作为商用电源等、要向火力发电厂的外部供电(供给)的供电量(供给电力量)。另外，与如此设定的〈1>送电端发电量的值等相对应地决定蒸气涡轮发电机的运转输出(发电机输出)。<2>C02回收率以百分比表不从火力发电设备作为排气产生的全部二氧化碳之中的、回收目标的二氧化碳的比例。在此，在本实施方式的条件设定部10中，还设定从输入操作部5输入的〈3>厂内电源使用量[单位GWh/T]和〈4>使用燃料类别。〈3>厂内电源使用量是除了 CO2回收设备之外，为了使火力发电厂内的电气设备等工作而使用的电力量。其中，〈3>厂内电源使用量也可以包括在后述的《4》发电机效率特性[单位％]之中来考虑。因此，在考虑与该〈3>厂内电源使用量相当的电力量来决定《4》发电机效率特性的情况下，省略〈3>厂内电源使用量的设定(输入)。〈4>使用燃料类别表示在火力发电设备的锅炉中作为燃料使用的碳的类别(碳种)。其中，作为锅炉中使用的燃料，除了碳以外还可以应用重油或LNG (液化天然气体)等。在该情况下，在使用燃料类别的明细中添加重油或LNG。另外，在预先知道由碳种决定的CO2排放系数(CO2EmissionFactor)和净发热量(NET Calorific Value)等值的情况下，由于能够通过输入这些值来确定碳种，因此省略〈4>使用燃料类别的设定(输入)。 另一方面，特性保管部8作为特性数据至少存储后面详述的《I》热要求特性、《2》电力要求特性以及《3》热有效率特性。这些特性数据是表示与蒸气涡轮发电机(火力发电设备)的运转输出的值相应地变化的CO2回收设备中的CO2的回收能力的信息。所谓蒸气涡轮发电机的运转输出(发电机输出)，指的是以规格上的额定的运转功率作为基准(100%)、以百分比表示按何种程度的比例的运转功率使蒸气涡轮发电机工作的信息。另外，本实施方式的特性保管部8除了这些特性数据之外，还存储有《4》发电机效率特性。该《4》发电机效率特性是表示与蒸气涡轮发电机的运转输出的值相应地变化的蒸气涡轮发电机的发电的效率的特性数据。其中，作为这样的《4》发电机效率特性，也可以应用使蒸气涡轮发电机的发电的效率不与蒸气涡轮发电机的运转输出相应地变化的固定值(一定值)。本实施方式的CO2回收设备如上所述，以从作为蒸气涡轮发电机的动力源的蒸气得到的热能的一部分和实际发电的电力的一部分作为动力源来工作。因此，在变更蒸气涡轮发电机的运转输出的情况下，蒸气的温度和压力的状态等也同时变化，与此相伴，CO2回收设备的CO2的回收能力也变化。具体而言，如果蒸气的温度或压力的状态变化，则从蒸气中取出热的效率(热有效率)等也变化，因此用于使CO2回收设备高效工作的最佳条件也变化。图4表示用于与工厂运转支援系统IA比较构成的参考例的系统。参考例的系统与工厂运转支援系统IA不同，不具有特性保管部8以及后述的发电条件计算部12，此外，取代条件设定部10而具备条件设定部10a。在条件设定部IOa中，针对上述《I》热要求特性、《2》电力要求特性、((3))热有效率特性以及《4》发电机效率特性，作为固定值(一定值)设定分别对应的〈5>热要求量(CO2回收设备的工作所需的从蒸气得到的热量)、〈6>电力要求量(CO2回收设备的工作所需的电力量)、<7>热有效率以及〈8>发电机效率。因此，在参考例的系统中，不考虑与蒸气涡轮发电机的运转输出相应地变化的蒸气的温度和压力的状态、即向CO2回收设备侧供给的热能量的变化等。因此，在参考例的系统中，例如难以高精度地预测CO2的回收量和燃料的消耗量。与此相对，本实施方式的工厂运转支援系统IA如图2所示，还具备参考例的系统所不具有的特性保管部8、以及预测部32中包括的发电条件计算部12。预测部32除了具有上述发电条件计算部12之外，还具有总输出量计算部14及CO2回收量计算部16、以及在进行计算的情况下利用所述《4》发电机效率特性的发电机原单位计算部15及燃料消耗量计算部17。如图5所示,发电条件计算部12具备总输出量自动设定部12a、回收设备要求量取得部12b、发电机热有效率取得部12c和总输出量验证部12d。总输出量自动设定部12a自动设定后述的发电机总输出量的假定值。回收设备要求量取得部12b —边参照《I》热要求特性以及《2》电力要求特性一边取得必要热量以及必要电力量。发电机热有效率取得部12c 一边参照《3》热有效率特性一边取得从蒸气取出热的效率(热有效率)。总输出量验证部12d验证总输出量计算部14的计算结果。分别说明特性保管部8中存储的《I》热要求特性、《2》电力要求特性、((3))热有效率特性以及《4》发电机效率特性。《I》热要求特性如图6A所示，是能够以曲线图形式表现按照蒸气涡轮发电机的运转输出(发电机输出)[%]的值而不同的<2>C02回收率[%/T]与必要热量[KWh/t - CO2]之间的关系的特性数据。 如图6B所示，《I》热要求特性也可以是以点来标绘与蒸气涡轮发电机的运转输出(发电机输出)相应的<2>C02回收率和必要热量之间的关系特性数据。在图6B的例示(例2)中，应用于存在不进行使CO2回收率可变的运转的运转限制的情况等。进而，在图6B的例子中，设想设置2台CO2回收设备等，为了与I台运转时和2台运转时的两种运转条件相对应，而存在两个标绘数据。在此，图6A以及图6B中的“t — C02”是将各种温室效应气体(CO2、甲烧，一氧化二氮等)换算为CO2的温室效应，并以单位t (吨)来表示的值。“KWh”为了将用于CO2回收设备的工作的热量转换为电气换算后的量而被应用。其中，“T”是经由输入操作部5而预先输入的年间(例如用于得到年间平均值的时间间隔)、月间、日、小时、分钟等单位期间。也就是说，这样的《I》热要求特性是将CO2回收设备的CO2回收率和包括CO2的温室效应气体的回收所需的每单位质量的热量的电力换算量之间的相关关系与火力发电设备的运转输出建立对应而表示的特性数据(第I回收能力特性)。如图5、图6A所示，发电条件计算部12基于条件设定部10中设定的例如〈1>送电端发电量的值等，决定蒸气涡轮发电机的运转输出。进而，发电条件计算部12的回收设备要求量取得部12b —边参照上述的《I》热要求特性，一边得到与条件设定部10中设定的<2>C02回收率和所述决定的运转输出对应的必要热量。《2》电力要求特性如图7A所示，是能够以曲线图形式表现按照蒸气涡轮发电机的运转输出(发电机输出)[%]的值而不同的<2>C02回收率[%/11与必要电力量(用于CO2回收设备的工作的电力量)[KWh/t —CO2]之间的关系的特性数据。另外，如图7B所示，《2》电力要求特性也可以是能够以表形式表现按照蒸气涡轮发电机的运转输出而不同的<2>C02回收率[%/T]与必要电力量之间的关系的数据。即，《2》电力要求特性是将CO2回收设备的二氧化碳的回收率和包括CO2的温室效应气体的回收所需的每单位质量的电力量之间的相关关系与火力发电设备的运转输出建立对应来表示的特性数据(第2回收能力特性)。另外，如图5、图7A、图7B所示，发电条件计算部12的发电机热有效率取得部12c参照《2》电力要求特性，取得与所述决定的蒸气涡轮发电机的运转输出(发电机输出)和条件设定部10中设定的<2>C02回收率对应的必要电力量。《3》热有效率特性如图8A所示，是能够以曲线图形式表现按照蒸气涡轮发电机的运转输出(发电机输出)[°/。]的值而不同的必要热量(用于CO2回收设备的工作的热的电气换算量)[KWh/t — CO2]与热有效率(从蒸气中取出热的效率)[%]之间的关系的特性数据。另外，《3》热有效率特性如图SB所示，也可以是能够以表形式表现按照蒸气涡轮发电机的运转输出而不同的必要热量与热有效率之间的关系的数据。也就是说，((3))热有效率特性是将从火力发电设备取出热能的效率和包括二氧化碳的温室效应气体的回收所需的每单位质量的热量的电力换算量之间的相关关系与火力发电设备的运转输出建立对应来表示的特性数据(第3回收能力特性)。如图5、图8A、图SB所示，发电条件计算部12的发电机热有效率取得部12c —边参照《3》热有效率特性，一边取得与如上所述决定的蒸气涡轮发电机的运转输出(发电机输出)和必要热量对应的热有效率。因此，在《I》热要求特性、《2》电力要求特性以及《3》热有效率特性中，如图6A、图7A、图8A所例示，按照蒸气涡轮发电机的运转输出的值，<2>C02回收率(或热有效率)与换算为CO2的温室效应气体的每单位质量所需的(热或)电气能量[KWh/t — CO2]之间的相关关系变化。也就是说，这些《I》热要求特性、《2》电力要求特性以及《3》热有效率特性是表 示按照蒸气涡轮发电机的运转输出(发电机输出)的值而变化的CO2回收设备中的CO2的回收能力的特性数据。《4》发电机效率特性是表示蒸气涡轮发电机的运转输出[%]与作为蒸气涡轮发电机的发电的效率的发电机效率[%]之间的关系的特性数据。发电条件计算部12如图5、图9所示，得到与按照〈1>送电端发电量的值等决定的蒸气涡轮发电机的运转输出[%]对应的发电机效率[%]。说明本实施方式的工厂运转支援系统IA所具备的用于预测CO2的回收量和燃料的消耗量的功能。预测部32如图5所示，基于由条件设定部10设定的设定内容和由特性保管部8存储的存储内容，预测在火力发电设备中消耗的燃料的消耗量和CO2回收设备中的CO2的回收量。输出部25输出用于使显示部2可视地显示由预测部32预测的燃料的消耗量和CO2的回收量的信息。具体而言，如图3、图5所示，预测部32所具有的发电条件计算部12分别基于下述式I、式2，计算热修正要求量BP [Gffh/T]以及CO2回收能量BO [GWh/T]。BP = BS/ {BL/100}......式 IBO = BP + BQ......式 2S卩，发电条件计算部12基于回收设备要求量取得部12b参照《I》热要求特性得到的必要热量[KWh/t - CO2]，求出对为了使CO2回收设备工作而每单位期间T所需的热能量进行电气换算而得到的热要求量BS[GWh/T]。进而，发电条件计算部12将发电机热有效率取得部12c参照《3》热有效率特性而得到的热有效率BL [%]代入上述式1，计算从热要求量BS [GWh/T]中去除热量的损失量而得到的热修正要求量BP [GWh/T]。另外，发电条件计算部12基于回收设备要求量取得部12b参照《2》电力要求特性而得到的必要电力量[KWh/t - CO2]，求出表示CO2回收设备工作而每单位期间T所需的电气能量的电力要求量BQ[GWh/T]。进而，发电条件计算部12将求出的电力要求量BQ[GWh/T]和上述热修正要求量BP代入式2，计算将CO2回收设备工作所需的电气能量和热能量相加而得到的CO2回收能量BO [GWh/T]。
另外，如图3、图5所示，总输出量计算部14基于下述式3，将〈1>送电端发电量AH[GWh/T]、厂内电源使用量AM [GWh/T]和上述CO2回收能量BO [GWh/T]相加，计算发电机总输出量AG。AG = AH + AM + BO......式 3也就是说，发电机总输出量AG表示将火力发电设备内的蒸气涡轮发电机所发电的全部发电量和从火力发电设备侧向CO2回收设备侧供给的蒸气的量(从蒸气中得到的热的电气换算量)进行合计而得到的来自火力发电设备的全部输出量。发电机原单位计算部15根据条件设定部10中设定的〈4>使用燃料类别、参照《4》发电机效率特性求出的发电机效率AC[%]、以及总输出量计算部14中计算的发电机总输出量AG [GWh/T]，计算发电机原单位AE [tC02/MWh]。在此，“tC02”是以单位t (吨)来表示CO2的质量的值。在该计算中，能够利用京都机制中的CDM(Clean Development Mechanism)的方法论等公知的方法。
CO2回收量计算部16基于下述式4 式6，计算发电机CO2排放量Al [MtCO2A],CO2 回收量 BE 以及 CCS (Carbon dioxide Capture and Storage) CO2 排放量 BI [MtCO2/T]。Al = AG*AE......式 4BE = AI*BC/100......式 5BI = Al - BE......式 6S卩，如图3、图5所示，CO2回收量计算部16基于式4，将由发电机原单位计算部15计算的发电机原单位AE [tC02/MWh]和由总输出量计算部14计算的发电机总输出量AG[GWh/T]相乘,求出表不从火力发电设备产生的排气中包括的CO2的量的发电机CO2排放量Al [MtC02/T]o其中，MtCO2是以单位Mt (百万吨)来表示CO2的质量的值。另外，如图3、图5所示，CO2回收量计算部16基于式5，通过使CO2回收率BC[%/T]反映在上述发电机CO2排放量Al [MtC02/T]中，来计算(预测)由CO2回收设备回收的CO2回收量BE [MtCO2A]0进而，CO2回收量计算部16基于式6，从发电机CO2排放量Al [MtCO2/T]中减去CO2回收量BE[MtC02/T]，求出例如考虑了 CO2向地下存积等的CCS CO2排放量BI[MtC02/T ] O燃料消耗量计算部17根据由条件设定部10设定的〈4>使用燃料类别、参照《4》发电机效率特性求出的发电机效率AC[%]、以及由总输出量计算部14计算的发电机总输出量AG [GWh/T]，利用公知的方法，计算(预测)包括消耗的燃料的类别的分种类燃料消耗量AL [t/T]。接着，基于图3及图5，说明如此构成的本实施方式的工厂运转支援系统IA预测CO2的回收量(CO2回收量BE)和燃料的消耗量(分种类燃料消耗量AL)的处理的流程。如图3、图5所示，首先，在条件设定部10中，设定与操作者从输入操作部5输入的输入内容对应的〈1>送电端发电量AH、<2>C02回收率、<3>厂内电源使用量以及〈4>使用燃料类别。特性保管部8存储保持《I》热要求特性、《2》电力要求特性、((3))热有效率特性以及《4》发电机效率特性。预测部32的发电条件计算部12基于下述式7，通过收敛计算求出发电机总输出量AG (AG1),以使A成为O。
A = AG1 — (AH 十 AM 十 BO)......式 7具体而言，如图5所示，发电条件计算部12的总输出量自动设定部12a自动设定对〈1>送电端发电量AH例如乘以规定系数而得到的发电机总输出量的假定值AG115在此，所谓上述规定的系数，例如是I. 2 (倍)等的数值。进而，总输出量自动设定部12a作为在上述I. 2 (倍)之后使用的系数，准备1.25 (倍)、1.30 (倍)、1.35 (倍)……等逐渐增加的数值和1.15 (倍)、1. 10 (倍)……等逐渐减少的数值。像这样逐渐增加、减少的系数例如可以从输入操作部5通过输入操作来适当指定。在此，总输出量自动设定部12a与发电机总输出量的假定值AG1相对应地决定蒸气涡轮发电机的运转输出(发电机输出)[%]。接着，如图5所示，发电条件计算部12的回收设备要求量取得部12b参照《I》热要求特性，取得与上述决定的蒸气涡轮发电机的运转输出和设定的<2>C02回收率对应的必要热量[KWh/t - C02]o回收设备要求量取得部12b参照《2》电力要求特性，取得与上述决定的蒸气涡轮发电机的运转输出和设定的<2>C02回 收率对应的必要电力量[KWh/t — C02]。发电机热有效率取得部12c基于上述决定的蒸气涡轮发电机的运转输出和《3》热有效率特性，得到热有效率[%]。发电条件计算部12根据如此得到的热有效率和必要热量，计算热修正要求量BP[GWh/T]。进而，发电条件计算部12将基于必要电力量[KWh/t - CO2]计算的电力要求量BQ [Gffh/T]与上述热修正要求量BP [Gffh/T]相加而得到CO2回收能量BO [Gffh/T]o总输出量计算部14将分别设定的〈1>送电端发电量AH [GWh/T]及厂内电源使用量AM [Gffh/T]与计算的CO2回收能量BO [Gffh/T]相加，计算发电机总输出量AG。在此，总输出量验证部12d—边参照式7，一边对上述计算的发电机总输出量的计算值“AH + AM + BO (AG)”与由总输出量自动设定部12a假设的发电机总输出量的假定值AG1进行比较。总输出量验证部12d在这些数值存在差异的情况下，通过改变对〈1>送电端发电量AH乘以的上述系数，变更发电机总输出量的假定值AG115进行详述，如图5所示，在总输出量验证部12d的验证的结果例如是发电机总输出量的计算值“AH + AM + BO (AG)”小于假定值AG1的情况(验证结果为否的情况)下，总输出量自动设定部12a将假定值AG1例如变更为小1%等。具有这样的发电条件计算部12的预测部32进行收敛计算，直到最终发电机总输出量的计算值“AH + AM + B0”与假定值AG1之差消失(上述式7的A成为0而验证结果成为是)。由此求出发电机总输出量AG。在求出发电机总输出量AG之后,如图3、图5所不,发电机原单位计算部15基于<4>使用燃料类别、参照《4》发电机效率特性得到的发电机效率AC [%]、以及通过收敛计算得到的发电机总输出量AG [GWh/T]，计算发电机原单位AE [tC02/MWh]。CO2回收量计算部16将由发电机原单位计算部15计算的发电机原单位AE[tC02/MWh]和通过收敛计算得到的发电机总输出量AG [Gffh/T]相乘，求出发电机CO2排放量Al[MtCO2A]0进而，CO2回收量计算部16通过使CO2回收率BC [%/T]反映在求出的发电机CO2排放量Al中，来计算(预测)由CO2回收设备回收的CO2回收量BE [Mtco2A] 燃料消耗量计算部17基于〈4>使用燃料类别及上述发电机效率AC [%]、以及通过收敛计算得到的发电机总输出量AG [GWh/T]，计算(预测)分种类燃料消耗量AL [t/T]。输出部25使显示部2显示如此预测的CO2回收量BE以及分种类燃料消耗量AL。
如上所述，本实施方式的工厂运转支援系统IA能够求出与要从具备CO2回收设备的火力发电厂向外部送电的目标的送电端发电量以及回收目标的CO2回收率对应的CO2回收量和燃料消耗量。也就是说，该工厂运转支援系统IA例如即使在送电端发电量变更、与此相伴火力发电设备内的蒸气涡轮发电机的运转输出(蒸气的条件)变更的情况下，也能够预测与此对应而变化的CO2回收量和燃料消耗量。因此，在工厂运转支援系统IA中，能够使该预测的CO2回收量和燃料消耗量反映在火力发电厂的实际的运转中。由此，支援火力发电厂的有效运转。(第2实施方式)基于图10说明第2实施方式。其中，在图10中，对于与第I实施方式的图2、图5中所示的结构要素相同的结构要素，赋予相同的附图标记并省略其说明。如图10所示，本实施方式的工厂运转支援系统IB除了第I实施方式的工厂运转支援系统IA的全部结构要素之外，还具备CO2回收率变更部19、变更范围限制部18、0)2信用单价设定部20、CO2削减效果计算部21、燃料费计算部22、发电单价计算部23以及发电单价验证部24。·CO2回收率变更部19基于发电单价验证部24的验证结果，变更由条件设定部10设定的CO2回收率[%/T]。具体而言，CO2回收率变更部19在每次得到发电单价验证部24的验证结果时，例如以相同比率变更CO2回收率(进行使CO2回收率例如依次增加1% (%/T)的变更或依次减少1%的变更等)。由这样的CO2回收率变更部19实际增加或减少的比率的值的设定，例如可以通过从输入操作部5的输入操作来适当指定。变更范围限制部18限制(设定)由CO2回收率变更部19变更的CO2回收率的变更范围，决定CO2回收率的变更范围的下限、上限。由该变更范围限制部18限制的变更范围反映出例如由操作者经由图I所示的输入操作部5指定的内容(例如以初始的CO2回收率50[%/T]等为中心值，在30 80 [%/T]的范围内变更该CO2回收率)。信用单价设定部20设想作为交易CO2信用的制度的京都机制的排放量交易(ET:Emissions Trading)等,设定例如每It (吨)等单位质量的CO2的信用价格、即CO2信用单价(例如3000日元等)。在此，作为上述排放量交易，例如设想如下的交易制度。即，对排放CO2的例如经营者等设定规定的CO2排放量。使实际的CO2的排放量比排放限制少的经营者等能够将该差量作为排放权(CO2信用)卖出。另一方面，CO2的排放量超过了排放限制的经营者等通过购入超过量的排放权，能够满足排放量的限制。其中，本实施方式的工厂运转支援系统IB具有第I实施方式的工厂运转支援系统IA中设置的预测部32的功能。总输出量计算部14进行与第I实施方式相同的收敛计算，求出从具备蒸气涡轮发电机的火力发电设备输出的发电机总输出量AG。CO2削减效果计算部21在反映由CO2回收率变更部19变更的CO2回收率的基础上，将由CO2回收量计算部16计算的CO2回收量和由信用单价设定部20设定的CO2信用单价相乘，计算与CO2削减量相当的CO2信用价格。另一方面，燃料费计算部22将由燃料消耗量计算部17计算的分种类燃料消耗量与图3所示的火力发电设备的锅炉的工作所使用的燃料的单价相乘，计算燃料费。发电单价计算部23从由燃料费计算部22计算的燃料费中，减去由CO2削减效果计算部21计算的CO2信用价格，由此计算作为得到发电机总输出量AG时的合计的成本的发电单价。也就是说，发电单价计算部23作为发电费用计算部发挥功能，基于由第I实施方式中说明的预测部32预测的CO2回收量以及燃料消耗量，计算综合了燃料费和与CO2的削减量对应的收入而得到的发电费用。发电单价验证部24验证由发电单价计算部23计算的发电单价。在此,如图10所示，在发电单价验证部24的验证的结果为发电单价不是最小的情况(验证结果为否的情况)下，CO2回收率变更部19使初始值的CO2回收率以事先指定的比率依次增加或减少。由此，发电单价验证部24取得发电单价成为最小(验证结果为是的情况)时的CO2回收率。也就是说，互相联动而动作的发电单价验证部24以及CO2回收率变更部19作为回收率检测部发挥功能，该回收率检测部通过针对由条件设定部10设定的CO2回收率加以变更，来检测以发电单价计算部23所计算的发电单价(发电费用)成为最小作为条件的CO2回收率。更具体而言，首先，发电单价验证部24对应用比率变更前的初始的CO2回收率而 计算的发电单价和利用使初始的CO2回收率例如减少一 1%而得到的CO2回收率计算的发电单价进行比较。在比较的结果为应用从初始值减少一 1%而得到的CO2回收率的发电单价比应用初始值的CO2回收率的发电单价小的情况下，CO2回收率变更部19使CO2回收率从初始值减少一 2%。发电单价计算部23利用该减少一 2%的CO2回收率，再次计算发电单价。发电单价验证部24对以上述减少一 1%的CO2回收率得到的发电单价与以减少一 2%的CO2回收率得到的发电单价进行比较。在发电单价验证部24中的比较的结果为应用从初始值减少一 1%而得到的CO2回收率的发电单价比应用初始值的CO2回收率的发电单价大的情况下，CO2回收率变更部19使CO2回收率从初始值增加十1%。发电单价计算部23利用该增加十1%的CO2回收率来计算发电单价。像这样，CO2回收率变更部19按照发电单价验证部24对发电单价的比较结果，使
初始值的CO2回收率以事先指定的例如一1%、一 2%、......一 n%的比率减少，或以例如+
1%、+ 2%、……+ n%的比率增加。另一方面，发电单价计算部23应用如此增减的CO2回收率来依次计算发电单价。在此，CO2回收率变更部19在由变更范围限制部18限制(设定)的范围内，变更CO2回收率的变更范围“一 n% + n%”。发电单价验证部24通过这样的重复计算以及比较，求出(预测)发电单价成为最小的CO2回收率。进而，输出部25除了预先设定的送电端发电量之外，还使求出的最小的发电单价、发电单价成为最小时的CO2回收率、燃料消耗量和CO2回收量经由显示部2显示。因此，根据本实施方式的工厂运转支援系统1B，在主要固定地指定送电端发电量的条件下，能够得到发电单价成为最小的CO2回收率的值。由此，能够在考虑到包括CO2削减效果的发电单价的基础上，有效地使火力发电厂运转。另外，根据该工厂运转支援系统1B，能够在操作者等所指定的变更范围内，求出发电单价成为最小的CO2回收率。因此，能够在CO2削减的允许范围内支援火力发电厂的高效运转。(第3实施方式)基于图11说明第3实施方式。其中，在该图11中，对于与第I、第2实施方式的图2、图5以及图10中所示的结构要素相同的结构要素，赋予相同的附图标记并省略其说明。如图11所示，本实施方式的工厂运转支援系统IC替代第2实施方式的工厂运转支援系统IB的CO2回收率变更部19，而具备送电端发电量变更部26。进而，工厂运转支援系统IC替代变更范围限制部18而具备(第2)变更范围限制部38。送电端发电量变更部26基于发电单价验证部24的验证结果，变更由条件设定部10设定的送电端发电量[GWh/T]。具体而言，送电端发电量变更部26在每次得到发电单价验证部24的验证结果时，使送电端发电量例如以相同比率变更(进行使初始的送电端发电量例如依次增加1%的变更、或依次减少1%的变更等)。由这样的送电端发电量变更部26实际增加或减少的比率的值的设定，例如可以通过从输入操作部5的输入操作来适当指定。变更范围限制部38限制(设定)由送电端发电量变更部26变更的送电端发电量的从下限到上限的变更范围，对该变更量施加限制，以使送电端发电量不发生极端大的变动。由该变更范围限制部38设定的变更范围反映出例如由操作者经由图I所示的输入操作部5输入的内容(在将作为初始值设定输入的送电端发电量设为100%的情况下的例如“85 115 [%]，，等)。 其中，本实施方式的工厂运转支援系统IC也具有第I实施方式的工厂运转支援系统IA中设置的预测部32的功能。总输出量计算部14进行与第I实施方式相同的收敛计算，求出发电机总输出量AG。发电单价验证部24验证由发电单价计算部23计算的发电单价。在此,如图11所示，在发电单价验证部24的验证的结果为发电单价不是最小的情况下(验证结果为否)，送电端发电量变更部26使初始值的送电端发电量以事先指定的比率依次增加或减少。由此，发电单价验证部24取得在发电单价成为最小(验证结果为是)时的送电端发电量。即，相互联动而动作的发电单价验证部24以及送电端发电量变更部26作为供电量检测部发挥功能，该供电量检测部通过针对由条件设定部10设定的送电端发电量施加变更，来检测发电单价计算部23所计算的发电单价(发电费用)成为最小的条件的送电端发电量(供电量)。进行详述，发电单价验证部24与第2实施方式中说明的CO2回收率变更部19相同，按照发电单价验证部24对发电单价的比较结果，使初始值的送电端发电量以事先指定
的例如一1%、一 2%、......- n%的比率减少，或以例如+ 1%、+ 2%、......+ n%的比率增加。
另一方面，发电单价计算部23应用如此增减的送电端发电量来依次计算发电单价。在此，送电端发电量变更部26在由变更范围限制部38限制(设定)的范围内，变更送电端发电量的变更范围“一n% + n%”。发电单价验证部24通过这样的重复计算以及比较，求出(预测)发电单价成为最小的送电端发电量。进而，输出部25除了预先设定的CO2回收率之外，还使求出的最小的发电单价、发电单价成为最小时的送电端发电量、燃料消耗量和CO2回收量经由显示部2显示。因此，根据本实施方式的工厂运转支援系统1C，在主要固定地指定CO2回收率的条件下，能够得到发电单价成为最小的送电端发电量的值。因此，能够在考虑到包括CO2削减效果的发电单价和期望的送电端发电量的基础上，使火力发电厂高效运转。进而，根据该工厂运转支援系统1C，能够指定使送电端发电量增减的条件范围，因此能够在确保例如最低限所需的送电端发电量的值等的基础上，对发电单价最低的有效的火力发电厂的运转进行支援。(第4实施方式)基于图12说明第4实施方式。其中，在该图12中,对于与第I 第3实施方式的图2、图5、图10及图11中所示的结构要素相同的结构要素，赋予相同的附图标记并省略其说明。如图12所示，本实施方式的工厂运转支援系统ID除了具备送电端发电量变更部26的第3实施方式的工厂运转支援系统IC的结构之外，还具备第2实施方式的CO2回收率变更部19。进而，工厂运转支援系统ID替代变更范围限制部38而具备(第3)变更范围限制部48。CO2回收率变更部19以及送电端发电量变更部26基于发电单价验证部24的验证结果，个别地变更由条件设定部10设定的CO2回收率以及送电端发电量。具体而言，CO2回收率变更部19以及送电端发电量变更部26在每次得到发电单价验证部24的验证结果时，使CO2回收率以及送电端发电量中的逐个例如以相同比率分别变更(例如逐次以1%个别增力口、或逐次以1%个别减少)。由CO2回收率变更部19以及送电端发电量变更部26变更的比率的值的设定，可以通过从图I所示的输入操作部5的输入操作来指定。变更范围限制部48限制(设定)由CO2回收率变更部19以及送电端发电量变更部 26分别变更的CO2回收率以及送电端发电量的变更范围，决定各自的变更范围的下限、上限。由该变更范围限制部48分别限制(设定)的变更范围反映出操作者等经由图I所示的输入操作部5输入的内容。另外，本实施方式的工厂运转支援系统ID也具有第I实施方式的工厂运转支援系统IA中设置的预测部32的功能。总输出量计算部14进行与第I实施方式相同的收敛计算，求出发电机总输出量AG。发电单价验证部24验证由发电单价计算部23计算的发电单价。在此,如图11所示，在发电单价验证部24的验证的结果为发电单价不是最小的情况下(验证结果为否)，C02回收率变更部19以及送电端发电量变更部26使初始值的CO2回收率或送电端发电量以事先指定的比率依次增加或减少。由此，发电单价验证部24取得发电单价成为最小(验证结果为是)时的CO2回收率与送电端发电量的组。即，各自联动而动作的发电单价验证部24、CO2回收率变更部19和送电端发电量变更部26作为组合检测部发挥功能，该组合检测部通过针对由条件设定部10设定的二氧化碳的回收率和送电端发电量(供电量)分别施加变更，来检测由发电单价计算部23计算的发电单价(发电费用)成为最小的条件的二氧化碳的回收率与送电端发电量的组合。更具体而言，发电单价验证部24与第2实施方式中说明的CO2回收率变更部19相同，按照发电单价验证部24对发电单价的比较结果，使初始值的CO2回收率或初始值的
电端发电量以事先指定的例如一1%、一 2%、......一 n%的比率个别减少，或以例如+ 1%、+
2%、……+ n%的比率个别增加。另一方面，发电单价计算部23应用如此增减的CO2回收率以及送电端发电量来依次计算发电单价。在此，CO2回收率变更部19以及送电端发电量变更部26在由变更范围限制部48设定的范围内，变更CO2回收率以及送电端发电量的变更范围“一n% 十n%，，。发电单价验证部24通过这样的重复计算以及比较，求出(预测)发电单价成为最小的CO2回收率和送电端发电量。进而，输出部25使求出的最小的发电单价、发电单价成为最小时的CO2回收率、送电端发电量、燃料消耗量和CO2回收量经由显示部2显示。像这样，根据本实施方式的工厂运转支援系统1D，一边在预先设定(限制)的变更范围内变更CO2回收率和送电端发电量的各值，一边预测发电单价成为最小的CO2回收率和送电端发电量。结果，能够反映发电单价成为最小的该预测结果而使火力发电厂高效运转。(第5实施方式)接着，基于图13说明第5实施方式。其中，在图13中，对于与第I 第4实施方式的图2、图5、图10 图12中的结构要素相同的结构要素，赋予相同的附图标记并省略其说明。如图13所示，本实施方式的工厂运转支援系统IE除了第4实施方式的工厂运转支援系统ID的结构之外，还具有计划时刻设定部27，并且替代输出部25而具备输出部35。计划时刻设定部27作为用于分配工厂的运转(发电)计划中的时间的要素的计划时刻，设定任意的年月日以及小时分钟。进而，计划时刻设定部27能够设定年月日或小时分钟不同的多个计划时刻。另外，由计划时刻设定部27设定的计划时刻可以通过操作者等 经由图I所示的输入操作部5进行输入操作来任意指定。在此，由计划时刻设定部27设定的计划时刻与由条件设定部10设定的送电端发电量以及CO2回收率等建立关联。进而，该设定的计划时刻也与作为预测结果计算的最小的发电单价、发电单价成为最小时的CO2回收率、送电端发电量、燃料消耗量及CO2回收量建立关联。另外，在该情况下，第I实施方式中说明的送电端发电量[GWh/T]和CO2回收量[%/T]等的各个单位中包括的单位期间T设定为I分钟，以与计划时刻的年月日的小时分钟对应。输出部35使下述例如表形式的信息显示在显示部2上，该信息通过将与第4实施方式同样分别预测的最小的发电单价、发电单价成为最小时的CO2回收率、送电端发电量、燃料消耗量及CO2回收量与由计划时刻设定部27设定的计划时刻相互建立对应而成。 因此，根据本实施方式的工厂运转支援系统1E，对分别计算的例如发电单价成为最小时的CO2回收率和送电端发电量等的各预测值进一步附加计划时刻来进行显示。因此，能够有效地将该显示内容作为火力发电厂的直接的运转预定数据来利用。(第6实施方式)基于图14说明第6实施方式。其中，在该图14中，对于与第I 第5实施方式的图2、图5、图10 图13中的结构要素相同的结构要素，赋予相同的附图标记并省略其说明。如图14所示，本实施方式的工厂运转支援系统IF除了第5实施方式的工厂运转支援系统IE的结构之外，还具备变化限制设定部28、变化限制符合判断部29以及通知部30。变化限制设定部28设定CO2回收率变更部19以及送电端发电量变更部26对CO2回收率[%/11以及送电端发电量[GWh/T]的变化限制。所谓变化限制，指的是将例如每分钟1%等每单位期间的变化的比例即变化率确定为阈值，并在超过了确定的该变化率的情况下进行限制。变化限制可以通过操作者等经由图I所示的输入操作部5进行输入操作来任意指定。变化限制符合判断部29作为设定条件取得部以及变化率计算部发挥功能，按由计划时刻设定部27分别设定的每个计划时刻，取得发电费用成为最小的CO2回收率以及送电端发电量(供电量)作为设定条件。进而，变化限制符合判断部29按由计划时刻设定部27分别设定的前后的计划时刻彼此之间的每个期间，计算所述取得的CO2回收率以及送电端发电量的变化率。进而，变化限制符合判断部29判断前后的每个计划时刻间的(发电单价成为最小的)CO2回收率以及送电端发电量各自的值是否超过了变化限制。也就是说，设想以下情况如果CO2回收率或送电端发电量的变化率极端大，则CO2回收设备或火力发电设备所具有的功能无法追随CO2的回收量会发电量的急剧的变化，而无法发挥规格(spec)上的性能等。因此，为了避免这种情况，需要判断有无超过变化限制。通知部30在由变化限制符合判断部29判断为按计划时刻彼此之间的每个期间计算的变化率的值超过了变化限制(阈值)的情况(判断结果为否的情况)下，使变化率错误信息显示在图I所示的显示部2上。也就是说，通知部30产生警报作为变化率错误信息，由此向操作者等通知。该变化率错误信息至少包括被判断为超过变化限制的变化率的值、成为该变化率的值的计算源的前后的计划时刻、以及被判断为超过变化限制的对象的要素名(关于送电端发电量及/或CO2回收率的名称)。
另一方面，在变化限制符合判断部29判断为未超过变化限制(阈值)的情况(判断结果为是的情况)下，输出部35与第5实施方式相同，使下述表形式的信息等显示在图I所示的显示部2中，该信息通过将分别预测的最小的发电单价、发电单价成为最小时的CO2回收率、送电端发电量、燃料消耗量及CO2回收量与由计划时刻设定部27分别设定的各个计划时刻相互建立对应而成。像这样，在本实施方式的工厂运转支援系统IF中，在考虑发电单价按每个计划时刻预测的CO2回收率以及送电端发电量的变化率超过了变化限制(用于使CO2回收设备或火力发电设备例如按照规格进行额定动作的允许范围等)的情况下，能够使变化率错误信息作为警报输出。因此，根据工厂运转支援系统1F，能够一边考虑CO2回收设备或火力发电设备的运转性能以及发电单价一边实现火力发电厂的有效运转。(第7实施方式)基于图15说明第7实施方式。其中，在该图15中,对于与第I 第6实施方式的图2、图5、图10 图14中的结构要素相同的结构要素，赋予相同的附图标记并省略其说明。如图15所示，本实施方式的工厂运转支援系统IG除了第6实施方式的工厂运转支援系统IF的全部结构要素之外，还具备条件策定部31。条件策定部31在由变化限制符合判断部29判断为未满足变化限制的情况(判断结果为否的情况)下，在通知部30产生警报之后未满足变化限制的条件下，对送电端发电量及/或CO2回收率的值施加变更，以使送电端发电量或CO2回收率的变化率成为作为变化限制决定的阈值以下。在此，条件策定部31与发电单价验证部24联动，主要与第I 第4实施方式中描述的处理同样进行重复计算以及比较。结果，条件策定部31求出(预测)在满足变化限制的条件下而且发电单价成为最小的CO2回收率、送电端发电量、燃料消耗量以及CO2回收量。即，这样的条件策定部31作为设定条件重新取得部发挥功能，该设定条件重新取得部在送电端发电量或CO2回收率的变化率的值超过了作为变化限制决定的阈值的情况下，重新取得满足变化率的值收敛于变化限制(阈值内)的条件且在该条件下发电费用成为最小的CO2回收率或供电量。
另一方面，在变化限制符合判断部29判断为满足变化限制的情况(判断结果为是的情况)下，输出部35使满足变化限制的最小的发电单价、在满足变化限制的基础上发电单价成为最小时的CO2回收率、送电端发电量、燃料消耗量和CO2回收量经由显示部2显示。因此，根据本实施方式的工厂运转支援系统1G，能够事先掌握能够充分发挥CO2回收设备或火力发电设备的本来的运转性能而且抑制发电费用的运转条件。由此，能够实现火力发电厂的有效运转。(第8实施方式)基于图16说明第8实施方式。其中，在该图16中,对于与第I 第2实施方式的图2、图5、图10中的结构要素相同的结构要素，赋予相同的附图标记并省略其说明。如图16所示，本实施方式的工厂运转支援系统IH除了图10所示的第2实施方式的工厂运转支援系统IB的结构，还在燃料费计算部22的前级具备燃料单价变动部33和燃 料单价变动信息存放部34。燃料单价变动部33与网络(互联网、LAN (Local Area Network)等)连接。燃料单价变动部33经由网络获得燃料价格的变动信息，对燃料单价信息附加时刻信息，并存放在燃料单价变动信息存放部34中。在燃料费计算部22中，能够实现反映了燃料单价变动部33所获得的最新的燃料单价的计算。本系统的利用者能够利用过去的燃料单价的履历信息，指定由燃料费计算部22使用的燃料单价。例如，可以自动选定过去I年中的燃料单价的最大值和最小值，在该最大值和最小值的两种条件下，进行燃料费计算部22中的计算(预测)。(第9实施方式)基于图17说明第9实施方式。其中，在该图17中，对于与第I实施方式的图2、图5中的结构要素相同的结构要素，赋予相同的附图标记并省略其说明。如图17所示，本实施方式的工厂运转支援系统II除了图2所示的第I实施方式的工厂运转支援系统IA的结构之外，在输出部25的前级还具有燃料限制判定部35。该燃料限制判定部35具有燃料投放条件登录部36、判定部37、对策提示部38。在燃料投放条件登录部36中，登录了与燃料用的粉碎机(碾磨机)的台数相应的燃料投放量(燃料投放条件信息)。该燃料投放条件信息例如是“碾磨机是XX台的情况下的最大燃料投放量为YY (kg/h)”这样的信息，能够手动输入，或者从其他系统以电子输入。燃料投放条件信息也可以通过表形式的列表或特性式等形式来表现。判定部37基于燃料投放条件信息以及现在的碾磨机的台数，判定能否投放与由预测部32预测的燃料消耗量对应的燃料。在判定部37判定为不能实现燃料的投放的情况下，对策提示部38提示该对策。作为对策，例如提示“降低供电量”、“增加碾磨机的台数”中的某一个或双方。其中，粉碎机(碾磨机)作为燃料例如粉碎碳而使其成为微粉碳。作为火力发电厂，例如在使用碳火力的情况下，通过粉碎机(碾磨机)使碳成为微粉碳，并使其从燃烧机(burner)喷出而燃烧，由此实现发电效率的提高。(第10实施方式)基于图18说明第10实施方式。其中，在该图18中，对于与第I实施方式的图2、图5中的结构要素相同的结构要素，赋予相同的附图标记并省略其说明。如图18所示，本实施方式的工厂运转支援系统IJ除了图5所示的第I实施方式的工厂运转支援系统IA的结构之外，预测部32J (发电条件计算部12J)还具有蒸气压力条件登录部40。蒸气压力条件登录部40配置在总输出自动设定部12a与回收设备要求量取得部12b之间。在蒸气压力条件登录部40中，按每个蒸气压力条件登录有多个《I》热要求特性、《2》电力要求特性以及《3》热有效率特性(第I 第3回收能力特性)。即，在本实施方式中，第I 第3回收能力特性包括对蒸气压力的依赖性。如图6A、图6B、图7A、图7B、图8A、图8B所示，在第I 第3回收能力特性中，考虑对发电机输出的依赖性。通过设为除了考虑发电机输出之外还考虑蒸气压力的第I 第3回收能力特性，能够提高预测部32J的预测的可靠性。蒸气压力条件登录部40登录与火力发电设备的输出变动对应的蒸气压力条件。蒸气压力条件的信息例如是“输出(供电量)范围“XI X2 (kWh)”时的设定蒸气压力为Y(MPa)”这样的信息,能够手动输入,或者从其他系统以电子输入。蒸气压力条件的信息也可以通过表形式的列表或特性式等形式来表现。 预测部32J基于条件设定部10的设定内容、蒸气压力条件登录部40中登录的第I 第3回收能力特性、以及蒸气压力条件登录部40中登录的蒸气压力条件，预测燃料的消耗量和二氧化碳的回收量。与上述预测部32相同，预测部32J (发电条件计算部12J等)如下动作。发电条件计算部12J决定蒸气涡轮发电机的运转输出。进而，发电条件计算部12J的回收设备要求量取得部12b —边参照第I回收能力特性(《I》热要求特性)，一边得到与条件设定部10中设定的<2>C02回收率和所述决定的运转输出对应的必要热量。发电条件计算部12J的发电机热有效率取得部12c参照第2回收能力特性(《2》电力要求特性)，得到与所述决定的蒸气涡轮发电机的运转输出(发电机输出)和条件设定部10中设定的<2>C02回收率对应的必要电力量。发电条件计算部12J的发电机热有效率取得部12c —边参照第3回收能力特性(《3》热有效率特性)，一边得到与如上所述决定的蒸气涡轮发电机的运转输出(发电机输出)和必要热量对应的热有效率。在此，发电条件计算部12J (蒸气压力条件登录部40)按照设定的总输出求出蒸气压力。然后，回收设备要求量取得部12b、电机热有效率取得部12c能够利用蒸气压力的信息，取得必要热量、运转输出(发电机输出)、必要电力量、热有效率。即，利用蒸气压力条件登录部40中登录的蒸气压力条件，预测燃料的消耗量和二氧化碳的回收量。(第11实施方式)基于图19说明第11实施方式。其中，在该图19中，对于与第I实施方式的图2、图5中的结构要素相同的结构要素，赋予相同的附图标记并省略其说明。如图19所示，本实施方式的工厂运转支援系统IK除了图5所示的第I实施方式的工厂运转支援系统IA的结构之外，预测部32K (发电条件计算部12K)还具有锅炉最佳条件计算部42。锅炉最佳条件计算部42配置在回收设备要求量取得部12b的后级。如上所述，热要求量BS (对CO2回收设备工作而每单位期间T所需的热能量进行电气换算而得到的值)由发电条件计算部12求出。锅炉最佳条件计算部42基于该热要求量BS，计算锅炉中的燃料、水、空气的最佳必要量。即，除了燃料之外，还能够计算水、空气的投放量。锅炉最佳条件计算部42例如具有表示热要求量BS与锅炉中的燃料等的最佳量之间的关系的数据库。锅炉最佳条件计算部42利用该数据库，能够根据热要求量BS得到锅炉中的燃料等的最佳量。(第12实施方式)基于图20说明第12实施方式。其中，在该图20中，对于与第I实施方式的图2、图5中的结构要素相同的结构要素，赋予相同的附图标记并省略其说明。如图20所示，本实施方式的工厂运转支援系统IL除了图5所示的第I实施方式的工厂运转支援系统IA的结构之外，预测部32L (发电条件计算部12L)还具有特性修正部43。特性修正部43配置在总输出自动设定部12a与回收设备要求量取得部12b之间，包括特性变化信息数据库44和周围环境预测部45。在特性变化信息数据库44中，存放了表示《I》热要求特性、《2》电力要求特性、《3》热有效率特性(第I 第3回收能力特性)及《4》发电机效率特性与工厂的周围环境状况(室外气温、海水温、湿度等)之间的关系的特性修正信息。即，特性修正信息表示《I》热要求特性等根据工厂中的室外气温等如何变化。特性修正部43利用特性修正信息，修正《I》热要求特性、《2》电力要求特性、《3》热有效率特性(第I 第3回收能力特性)及《4》发电机效率特性。通过设为不仅考虑发电机输出而且考虑室外气温等的《I》热要求特性等，能够提高预测部32的预测的可靠性。在周围环境预测部45中，决定所述火力发电设备的发电效率特性和所述二氧化碳回收设备的回收能力特性时的周围环境状况(室外气温、海水温、湿度等)作为数据库(过去的履历)被登录。周围环境预测部45利用该数据库，预测要计算(预测)的时间的周围环境状况。其中，也可以向周围环境预测部45输入周围环境状况。在特性修正部43的修正 中，能够利用周围环境预测部45中的预测结果或者输入结果。以上说明了几个实施方式，但这些实施方式只是举例说明，不意味着对发明的范围进行限定。这些新的实施方式能够通过其他各种方式实施。另外，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形都包含在发明的范围和主旨中，并且包含在权利要求的范围所记载的发明及与其均等的范围中。例如，在上述实施方式中，作为火力发电厂内设置的火力发电设备，例示了具备锅炉和蒸气涡轮发电机的所谓蒸汽能发电设备。替代于此，通过燃烧煤油、轻油、LNG等的燃烧气体使燃气轮机旋转来进行发电的燃气轮机发电设备、或组合燃气轮机和蒸气涡轮来进行发电的混合循环发电设备等中，也可以应用本发明。附图标记说明1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G、1H、1I、1J、1K、1L......工厂运转支援系统，2......显示部，
5……输入操作部，7……存储部(存储装置)，8……特性保管部(特性数据存储部)，9……工厂运转支援程序，10……条件设定部，12……发电条件计算部，12a……总输出量自动设定部，12b……回收设备要求量取得部，12c……发电机热有效率取得部，12d……总输出
量验证部，14......总输出量计算部，15......发电机原单位计算部，16......CO2回收量计算
部，17……燃料消耗量计算部，18，38，48……变更范围限制部，19……CO2回收率变更部，20……CO2信用单价设定部，21……CO2削减效果计算部，22……燃料费计算部，23……发电单价计算部(发电费用计算部)，24……发电单价验证部，25，35……输出部，26……送电端发电量变更部，27……计划时刻设定部，28……变化限制设定部，29……变化限制符合判断部，30……通知部，31……条件策定部(设定条件重新取得部)，32……预测部，33……燃料单价变动部，34……燃料单价变动信息存放部，35……燃料限制判定部，36……燃料投放条件登录部，37……判定部，38……对策提示部，39……燃料投放条件登录部，40……蒸气压力条件登录部，42……锅炉最佳条件计算部，43……特性修正部，44……特性变化信息数据 库，45……周围环境预测部
权利要求
1.一种工厂运转支援系统，支援工厂的运转，该工厂具备火力发电设备和二氧化碳回收设备，该二氧化碳回收设备以所述火力发电设备的动力源的一部分的热能以及发电的电力的一部分作为动力源，该工厂运转支援系统具备 条件设定部，设定要从所述工厂向外部供电的供电量、以及由所述火力发电设备产生的二氧化碳的目标的回收率； 特性数据存储部，存储特性数据，该特性数据表示与所述火力发电设备的运转输出相应地变化的所述二氧化碳回收设备中的二氧化碳的回收能力；以及 预测部，基于所述条件设定部的设定内容和由所述特性数据存储部存储的存储内容，预测所述火力发电设备中的燃料的消耗量和所述二氧化碳回收设备中的二氧化碳的回收量。
2.如权利要求I所述的工厂运转支援系统，还具备 发电费用计算部，基于由所述预测部预测的二氧化碳的回收量以及燃料的消耗量，计算综合了燃料费和与二氧化碳的削减量对应的收入而得到的发电费用；以及 回收率检测部，对由所述条件设定部设定的二氧化碳的回收率施加变更，由此检测使所述发电费用计算部计算的发电费用成为最小的条件的二氧化碳的回收率。
3.如权利要求2所述的工厂运转支援系统，还具备 燃料单价变动部，取得表示燃料单价的时间性变动的燃料单价变动信息； 所述发电费用计算部基于所述燃料单价变动信息，计算所述发电费用。
4.如权利要求2所述的工厂运转支援系统，还具备 变更范围限制部，限制基于所述回收率检测部的二氧化碳的回收率的变更范围。
5.如权利要求I所述的工厂运转支援系统，还具备 发电费用计算部，基于由所述预测部预测的二氧化碳的回收量以及燃料的消耗量，计算综合了燃料费和与二氧化碳的削减量对应的收入而得到的发电费用；以及 供电量检测部，对由所述条件设定部设定的供电量施加变更，由此检测使所述发电费用计算部计算的发电费用成为最小的条件的供电量。
6.如权利要求5所述的工厂运转支援系统，还具备 第2变更范围限制部，限制基于所述供电量检测部的供电量的变更范围。
7.如权利要求I所述的工厂运转支援系统，还具备 发电费用计算部，基于由所述预测部预测的二氧化碳的回收量以及燃料的消耗量，计算综合了燃料费和与二氧化碳的削减量对应的收入而得到的发电费用； 组合检测部，对由所述条件设定部设定的二氧化碳的回收率和供电量分别施加变更，由此检测使所述发电费用计算部所计算的发电费用成为最小的条件的二氧化碳的回收率与供电量的组合；以及 第3变更范围限制部，分别限制基于所述组合检测部的二氧化碳的回收率和供电量的变更范围。
8.如权利要求I所述的工厂运转支援系统，还具备 燃料投放条件登录部，登录表示燃料用的碾磨机的台数与燃料投放量的关系的燃料投放条件信息； 判定部，基于所述燃料投放条件信息，判定能否投放与所述预测部所预测的燃料消耗量对应的燃料；以及 对策提示部，在所述判定部判定为不能投放所述燃料的情况下，提示对策。
9.如权利要求2所述的工厂运转支援系统，还具备 计划时刻设定部，设定用于分配所述工厂的运转计划中的时间要素的计划时刻；以及输出部，将所述预测的燃料的消耗量及二氧化碳的回收量、以及作为设定条件而使所述发电费用成为最小的二氧化碳的回收率及供电量之中的至少一个与由所述计划时刻设定部设定的计划时刻相互建立对应，并将建立了对应后的信息输出。
10.如权利要求9所述的工厂运转支援系统， 所述计划时刻设定部分别设定多个所述计划时刻； 该工厂运转支援系统还具备 设定条件取得部，在由所述计划时刻设定部分别设定的每个计划时刻，作为设定条件取得所述发电费用成为最小的二氧化碳的回收率或供电量； 变化率计算部，在由所述计划时刻设定部分别设定的前后的计划时刻彼此之间的每个期间，计算所述取得的二氧化碳的回收率或供电量的变化率；以及 通知部，在由所述变化率计算部在所述每个期间计算的变化率的值超过了阈值的情况下，进行通知。
11.如权利要求10所述的工厂运转支援系统，还具备 设定条件重新取得部，在所述变化率的值超过了所述阈值的情况下，重新取得满足所述变化率的值收敛于所述阈值内的条件且在该条件下所述发电费用成为最小的二氧化碳的回收率或供电量。
12.如权利要求I所述的工厂运转支援系统， 由所述特性数据存储部存储的所述特性数据包括以下特性之中的至少一个 第I回收能力特性，将所述二氧化碳回收设备的二氧化碳的回收率和包括二氧化碳的温室效应气体的回收所需的每单位质量的热量的电力换算量之间的相关关系与所述火力发电设备的运转输出建立对应来表示； 第2回收能力特性，将所述二氧化碳回收设备的二氧化碳的回收率和包括二氧化碳的温室效应气体的回收所需的每单位质量的电力量之间的相关关系与所述火力发电设备的运转输出建立对应来表示；以及 第3回收能力特性，将从所述火力发电设备取出热能的效率和包括二氧化碳的温室效应气体的回收所需的每单位质量的热量的电力换算量之间的相关关系与所述火力发电设备的运转输出建立对应来表示。
13.如权利要求I所述的工厂运转支援系统，还具备 蒸气压力条件登录部，登录表示供电量与蒸气压力的关系的蒸气压力条件； 所述预测部基于所述条件设定部的设定内容、所述特性数据和所述蒸气压力条件，预测所述燃料的消耗量和所述二氧化碳的回收量。
14.如权利要求I所述的工厂运转支援系统， 所述预测部具有 回收设备要求量取得部，取得与所述设定的供电量和回收率对应的必要热量；以及 锅炉最佳条件计算部，基于所述热要求量，计算锅炉中的最佳的燃料、水、空气的必要量。
15.如权利要求I所述的工厂运转支援系统， 所述预测部基于所述工厂的周围环境状况，修正所述特性数据，基于修正的特性数据，预测所述燃料的消耗量和所述二氧化碳的回收量。
16.一种工厂运转支援程序，支援工厂的运转，该工厂具备火力发电设备和二氧化碳回收设备，该二氧化碳回收设备以所述火力发电设备的动力源的一部分的热能以及发电的电力的一部分作为动力源，该工厂运转支援程序使计算机作为以下各部发挥功能 条件设定部，设定要从所述工厂向外部供电的供电量、以及由所述火力发电设备产生的二氧化碳的目标的回收率； 特性数据存储部，存储特性数据，该特性数据表示与所述火力发电设备的运转输出相应变化的所述二氧化碳回收设备中的二氧化碳的回收能力；以及 预测部，基于所述条件设定部的设定内容和由所述特性数据存储部存储的存储内容，预测所述火力发电设备中的燃料的消耗量和所述二氧化碳回收设备中的二氧化碳的回收量。
17.—种工厂运转支援方法，支援工厂的运转，该工厂具备火力发电设备和二氧化碳回收设备，该二氧化碳回收设备以所述火力发电设备的动力源的一部分的热能以及发电的电力的一部分作为动力源，该工厂运转支援方法包括 设定步骤，设定要从所述工厂向外部供电的供电量、以及由所述火力发电设备产生的二氧化碳的目标的回收率； 存储步骤，使特性数据存储在存储装置中，该特性数据表示与所述火力发电设备的运转输出相应变化的所述二氧化碳回收设备中的二氧化碳的回收能力；以及 预测步骤，基于所述设定步骤的设定内容和所述存储步骤中存储在所述存储装置中的存储内容，预测所述火力发电设备中的燃料的消耗量和所述二氧化碳回收设备中的二氧化碳的回收量。
全文摘要
一个实施方式的工厂运转支援系统，支援具备火力发电设备和以所述火力发电设备的动力源的一部分的热能以及发电的电力的一部分作为动力源的二氧化碳回收设备的工厂的运转，具备条件设定部、特性数据存储部和预测部。条件设定部设定要从所述工厂向外部供电的供电量、以及由所述火力发电设备产生的二氧化碳的目标的回收率。特性数据存储部存储表示与所述火力发电设备的运转输出相应变化的所述二氧化碳回收设备中的二氧化碳的回收能力的特性数据。预测部基于所述条件设定部的设定内容和由所述特性数据存储部存储的存储内容，预测所述火力发电设备中的燃料的消耗量和所述二氧化碳回收设备中的二氧化碳的回收量。
文档编号G06Q50/06GK102804224SQ20118001449
公开日2012年11月28日 申请日期2011年3月15日 优先权日2010年3月18日
发明者野田英树, 小原玲子, 小林武则 申请人:株式会社东芝