锅炉的控制装置以及控制方法

摘要

本发明提供在从多个燃烧嘴投入的煤粉流量上存有偏差时，降低锅炉的排气中的一氧化碳的锅炉的控制装置。该控制装置具有对每个燃烧嘴测量供给到该燃烧嘴的燃料的流量，并且具备：图形化单元，其基于由测量器测量到的测量值生成燃料流量的流量图形；操作信号生成单元，其基于在图形化单元所生成的图形信息，计算向燃烧嘴、或者风口供给的空气流量。

说明书

技术领域

本发明涉及锅炉的控制装置、以及控制方法。

背景技术

对于使用煤作为燃料发电的火力发电设备(plant)而言，要求降低一氧化碳(CO)、氮氧化物(NO_x)等环境负荷物质的排出量。

基于这种背景，提出有降低CO、以及NO_x的燃烧嘴(burner)、风口(air port)构造。例如，在日本特开2005-273973号公报中记载的实现低NO_x化的燃烧嘴构造、和在日本特开2006-162185号公报中记载的同时降低NO_x和CO的风口构造。

日本特开2005-273973号公报和日本特开2006-162185号公报中无论哪种技术，作为煤的燃烧方法均采用二层燃烧。该燃烧方法是一种使从燃烧嘴中供给出来的煤在空气不足的状态下燃烧，之后从风口供给完全燃烧用的空气的方法。

作为操作从燃烧嘴及风口供给出来的空气流量的控制技术，有记载在日本特开平5-33906号公报中的方法。在日本特开平5-33906号公报中，记载了按照使锅炉出口排气中的氧气(O₂)浓度的设定值和测量到的O₂浓度值一致的方式决定从燃烧嘴及风口供给出来的空气流量的方法。而且，还记载了通过利用该技术，可以在锅炉排气中的未燃烧成分和NO_x的浓度未超过限制值的范围内，降低运行费用。

专利文献1：日本特开2005-273973号公报

专利文献2：日本特开2006-162185号公报

专利文献3：日本特开平5-33906号公报

一般来说，在锅炉中燃烧嘴被配置成多个。在日本特开平5-33906号公报中，记载有决定从燃烧嘴部投入的空气总量的技术。但是，由于没有与个别地设定多个燃烧嘴的空气流量相关的技术，所以采用使各个燃烧嘴的空气流量均一，或者将空气流量的总量按预定的比例分配到各个燃烧嘴中。

然而，即便在煤粉流量的总量为一定的状态，供给到各个燃烧嘴的煤粉流量在每一个燃烧嘴中仍无法达到均一，有时会随时间而变动。一旦供给到燃烧嘴的煤粉流量产生偏差，则将产生空气流量相对多的燃烧嘴和相对少的燃烧嘴。若空气流量偏少，煤粉无法完全燃烧，由于此原因可能产生一氧化碳。

而且，当配置在侧壁部的燃烧嘴的煤粉流量增多时，或者配置在中央部的燃烧嘴的煤粉流量增多时等，煤粉流量的流量图形(pattern)可有多种假定。流量图形不同的话，在锅炉出口的一氧化碳浓度也不同。

发明内容

本发明的目的在于提供一种考虑煤粉流量的流量图形来决定从燃烧嘴中投入的空气流量，由此降低一氧化碳浓度的控制装置。

而且，从另一观点来看，在日本特开平5-33906号公报所记载的技术中，由于O₂浓度测量器是通过抽出经过锅炉出口流路的排气中的一部分来测量在排气中所含有的O₂浓度，所以虽然可以通过该O₂浓度测量器来掌握所抽出的排气的锅炉出口流路中的1个地点的O₂浓度，但却不清楚未进行抽出排气的锅炉出口流路中的其他地点的O₂浓度。

为此在流经锅炉出口流路的排气的O₂浓度分布有偏差时，即便由O₂浓度测量器所测量的地点的O₂浓度值很高，其他地点的O₂浓度也有可能很低。在锅炉出口流路中，O₂浓度较少的区域由于CO未被氧化所以在排气中就可能残留CO。

然而，在日本特开平5-33906号公报中记载的上述技术中，由于是将O₂浓度测量值的代表值、或者平均值设定为目标值，来控制从设置在锅炉中的燃烧嘴和风口中供给出来的空气流量，所以当锅炉出口流路中流过的排气中O₂浓度分布有偏差时，无法准确地检测出锅炉出口流路中使CO氧化的O₂浓度较少的区域，因此无法控制对上述O₂浓度很少的区域供给必要的空气流量，很难有效地降低锅炉排气中CO量。

本发明的另一目的在于提供一种在使用煤作为燃料的锅炉中，锅炉出口的排气中的O₂浓度分布存在偏差的情况下，可以对O₂浓度较少的区域供给必要的空气流量来降低锅炉的排气中CO的火力发电设备的控制装置及火力发电设备的控制方法。

为了实现上述目的，将锅炉的控制装置构成如下。在具有：多个将燃料和空气向锅炉内供给的燃烧嘴；位于使供给到该燃烧嘴的燃料和空气燃烧而生成的燃烧气体的流向的下游侧且向该燃烧气体供给空气的风口；调整向上述燃烧嘴和风口供给的空气流量的操作端的锅炉的控制装置中，具有对向上述燃烧嘴供给的燃料的流量进行测量的测量器，上述锅炉的控制装置具备：图形化单元，其基于由上述测量器测量到的测量值，生成燃料流量的流量图形；以及操作信号生成单元，其基于由上述图形化单元所生成的图形信息，计算向上述燃烧嘴或者上述风口供给的空气流量。

另外，本发明的火力发电设备的控制装置，具备锅炉，该锅炉具有：将空气和作为燃料的煤向锅炉供给的燃烧嘴；和位于使从该燃烧嘴中所供给的空气和作为燃料的煤燃烧而生成的燃烧气体的流向的下游侧且向该燃烧气体中供给空气的风口，其中，在火力发电设备的锅炉中具备测量器，其对该锅炉出口的燃烧气体中氧气浓度或者一氧化碳浓度进行测量，在构成火力发电设备的控制装置的控制器中分别具备：到达区域推定单元，其推定从上述锅炉的燃烧嘴或风口中所供给的空气到达锅炉出口的区域；和操作信号生成单元，其基于由上述测量器测量出的锅炉出口的燃烧气体中一氧化碳浓度的测量值或者氧气浓度的测量值、和由上述到达区域推定单元所推定出的被供给的空气到达锅炉出口的区域的推定结果，设定从燃烧嘴或者风口供给到锅炉中的空气流量，以使到达由上述测量器测量出的锅炉出口的燃烧气体中一氧化碳浓度高的区域或者氧气浓度低的区域的空气流量增加。

(发明效果)

根据本发明，在由多个燃烧嘴中投入的煤粉流量存在偏差时，可以实现有效地降低锅炉的排气中一氧化碳的锅炉的控制装置、以及锅炉的控制方法。

此外，通过本发明，实现在采用煤作为燃料的锅炉出口的排气中的O₂浓度分布中存在偏差的情况下，向O₂浓度少的区域供给必要的空气流量来有效地降低锅炉的排气中的CO的火力发电设备的控制装置以及火力发电设备的控制方法。

附图说明

图1是表示实施例的锅炉控制装置的系统构成的框图。

图2是火力发电设备的构成的说明图。

图3是供给到燃烧嘴的煤粉和空气的路径的说明图。

图4是表示操作信号生成单元的系统构成的框图。

图5是操作信号的生成方法的说明图。

图6是实施例的锅炉的控制装置的动作流程图。

图7是数值解析执行步骤的说明图。

图8是模型建立、学习单元的动作的说明图。

图9是保存在学习信息数据库和图形数据库中的数据的说明图。

图10是图形追加步骤的说明图。

图11是说明测量值随时间变化的图。

图12是显示在图像显示装置的画面的实施例，将向燃烧嘴供给的煤粉流量和空气流量显示在同一画面上的图。

图13是显示在图像显示装置的画面的实施例，是将图形的形状和特征/特性显示在画面上的图。

图14是表示本发明的一实施例的火力发电设备的控制装置的整体构成的框图。

图15是表示图14所示的实施例中火力发电设备的控制装置的控制对象的火力发电设备的概略构成图。

图16是表示图14所示的实施例中火力发电设备的控制装置的控制顺序的流程图。

图17是表示图14所示的实施例中火力发电设备的控制装置的操作信号生成单元的构成的控制框图。

图18是图14所示的实施例中火力发电设备的控制装置的到达区域推定单元的功能的说明图。

图19是图14所示的实施例中火力发电设备的控制装置的操作信号生成单元的操作信号的生成方法的说明图。

图20是表示图14所示的实施例中火力发电设备的控制装置的学习单元的学习算法的运算顺序的流程图。

图21是设置在图14所示的实施例中火力发电设备的控制装置的图像显示装置的显示画面的一例。

图22是设置在图14所示的实施例中火力发电设备的控制装置的图像显示装置的显示画面的另一例。

图23是表示本发明的其他实施例的火力发电设备的控制装置的全体构成的控制框图。

图24是图23所示的其他实施例的火力发电设备的控制装置的分布推定单元的功能的说明图。

图25是表示图23所示的其他实施例的火力发电设备的控制装置的控制顺序的流程图。

符号说明如下：

100-火力发电设备；200-控制装置；201、920-外部输入接口；202、940-外部输出接口；210-测量信号数据库；220-图形数据库；230-数值解析结果数据库；240-操作信号数据库；250-控制逻辑数据库；260-学习信息数据库；270-设备信息数据库；300-图形化单元；400-数值解析执行单元；500-操作信号生成单元；600-学习单元；700-模型；800-评价值计算单元；900-外部输入装置；901-键盘；902-鼠标；910-维护工具；930-数据收发处理部；950-图像显示装置；2100-火力发电设备；2200-控制装置；2201-外部输入接口；2202-外部输出接口；2210-测量信号数据库；2220-到达区域数据库；2230-数值解析结果数据库；2240-操作信号数据库；2250-控制逻辑数据库；2260-学习信息数据库；2300-到达区域推定单元；2400-数值解析执行单元；2500-操作信号生成单元；2600-学习单元；2700-模型；2800-评价值计算单元；2900-外部输入装置；2901-键盘；2902-鼠标；2910-维护工具；2920-外部输入接口；2930-数据收发处理部；2940-外部输出接口；2950-图像显示装置。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明实施例的锅炉的控制装置进行说明。

(实施例1)

图1是表示锅炉的控制装置的实施例的系统构成框图。在图1中，火力发电设备100由控制装置200控制。

在对控制对象的火力发电设备100进行控制的控制装置200中，作为运算装置设置有图形化单元300、数值解析执行单元400、操作信号生成单元500、学习单元600、模型700、评价值计算单元800。

另外，在控制装置200中，作为数据库设置有测量信号数据库210、图形数据库220、数值解析结果数据库230、操作信号数据库240、控制逻辑数据库250、学习信息数据库260、设备信息数据库270。

另外，在控制装置200中，作为和外部的接口，设置有外部输入接口201、以及外部输出接口202。

在控制装置200中，通过外部输入接口201，将测量信号1从火力发电设备100取入控制装置200，所取入的测量信号2被保存在测量信号数据库210中。而且，在操作信号生成单元500生成的操作信号17，保存在操作信号数据库240中，同时向外部输出接口202传输。经过了外部输出接口202的操作信号18，传输到火力发电设备100。

在数值解析执行单元400中，利用保存有火力发电设备100的设计信息的设备信息数据库中的设备信息19、和模拟火力发电设备100的物理模型，执行以火力发电设备100为对象的数值解析。通过执行将构成火力发电设备100的锅炉、燃烧嘴、风口的构造，以及向燃烧嘴、风口供给的燃料流量、空气流量设定为边界条件的计算，来预测火力发电设备100的运行特性。例如，数值解析执行单元400，利用保存有锅炉的设计信息的设备信息数据库中的设备信息19、和模拟上述锅炉的物理模型，计算向燃烧嘴供给的燃料流量或者向风口供给的空气流量等锅炉的运行条件，与锅炉的排出气体中一氧化碳浓度、氮氧化物浓度中至少一个之间的关系。通过执行数值解析执行单元400得到的数值解析信息6，被保存在数值解析结果数据库230中。

在图形化单元300中，利用保存在测量信号数据库210中的测量信号数据4、和保存在数值解析结果数据库230中的数值解析数据7，将向构成火力发电设备100的锅炉嘴供给的燃料流量图形化。此外，对于火力发电设备100的构成，使用图2及图3后边进行叙述。在图形化单元300生成的图形信息5，被保存在图形数据库220中。

在学习单元600中，以模型700为对象，对火力发电设备100的操作方法进行学习。模型700模拟火力发电设备100的控制特性。也就是，与将由控制装置200所生成的操作信号18向火力发电设备100发送，并由控制装置200接收作为该控制结果的测量信号1的情形相同，也将由学习单元600所生成的模型输入9向模型700中发送，并由学习单元600接收作为其控制结果的模型输出10。模型700利用保存在数值解析结果数据库230中的数值解析数据8、和保存在测量信号数据库210中的测量信号数据4，计算与模型输入9相对应的模型输出10。模型700利用例如神经网络等的统计模型来建立。在模型700中，火力发电设备运行前，仅利用保存在数值解析结果数据库230中的数值解析数据8来对模型输出10进行计算。之后，兼用测量信号4对模型输出10进行计算。由此，在使数值解析执行单元400动作时用到的物理模型、和火力发电设备100的特性不同时，通过重视测量信号数据4来对模型输出10进行计算，可以令模型700的特性接近火力发电设备100的特性。

在学习单元600中，对由模型700计算的模型输出10能够达到期望值的模型输入9的生成方法进行学习。作为在学习单元600学习模型输入9的生成方法用的指标，可以利用由评价值计算单元800计算的评价值11。在评价值计算单元800中，当模型输出10为期望的状态时，评价值11较大，而越偏离期望的状态，评价值11的值越减小。

学习单元600通过应用强化学习、进化的计算手法等各种最佳化手法来建立。在学习单元600中，对由评价值计算单元800计算的评价值11能够达到最大的操作方法进行学习。学习中用到的约束条件、模型输出目标值等的学习信息数据13，被保存在学习信息数据库260中。另外，作为由学习单元600学习到的结果即学习信息12，被保存在学习信息数据库260中。

在操作信号生成单元500中，根据需要获取如下数据，并利用这些信息生成对火力发电设备100进行控制的操作信号17。这些数据是：保存在测量信号数据库210中的测量信号数据3、保存在图形数据库220中的图形数据16、保存在学习信息数据库260中的学习信息数据14、以及保存在控制逻辑数据库250中的控制逻辑数据15。

火力发电设备100的操作者，通过利用由键盘901和鼠标902构成的外部输入装置900生成维护工具输入信号51，并将该信号输入到维护工具910中，由此可以将配置在控制装置200中的数据库的信息显示在图像显示装置950上。

维护工具910由外部输入接口920、数据收发部930、以及外部输出接口940构成。

在外部输入装置900所生成的维护工具输入信号51，通过外部输入接口920被取入到维护工具910中。在维护工具910的数据收发部930中，根据维护工具输入信号52的信息，从配置在控制装置200的数据库中获取数据库信息50。

在数据收发部930中，将处理数据库信息50所得到的维护工具输出信号53向外部输出接口940发送。维护工具输出信号54显示在图像显示装置950上。

此外，在上述实施例的控制装置200中，虽然测量信号数据库210、图形数据库220、数值解析结果数据库230、操作信号数据库240、控制逻辑数据库250、学习信息数据库260、设备信息数据库270、图形化单元300、数值解析执行单元400、学习单元600、模型700、以及评价值计算单元800被配置在控制装置200的内部，但是也可以将其全部、或者其中一部分配置在控制装置200的外部。

图2是简要表示火力发电设备100的图。在构成火力发电设备的锅炉101中，设置有供给煤粉亦即通过碾磨机(mill)110将煤磨碎了的燃料、煤粉搬送用的一次空气、以及燃烧调整用的二次空气的燃烧嘴102，使通过该燃烧嘴102供给的煤粉在锅炉101的内部燃烧。此外，煤粉和一次空气从配管134，二次空气从配管141而导入到燃烧嘴102处。

另外，在锅炉101中设置有将二层燃烧用的补充气体(after air)投入锅炉101中的补充风口103，补充气体由配管142导入到补充风口103处。

由煤粉的燃烧产生了高温的燃烧气体，沿着锅炉101的内部路径流向下游侧，再经过配置在锅炉101的热交换器106进行热交换，之后经过空气加热器104。经过了空气加热器104的气体，在施加排气处理后，由烟囱排放到大气中。

在锅炉101的热交换器106中循环的给水，通过给水泵105向热交换器106中供给给水，并在热交换器106中被沿锅炉101流下的燃烧气体加热，成为高温高压的蒸气。此外，在本实施例中，虽然将热交换器的个数设为一个，但也可以配置多个热交换器。

经过了热交换器106的高温高压的蒸气，通过涡轮式燃烧嘴(タ一ビンガバ一ナ一)107导入到汽轮机108中，并利用蒸气所带有的能量驱动汽轮机108来令发电机109进行发电。

在火力发电设备中，配置有多种检测火力发电设备的运行状态的测量器，从这些测量器中获取的设备的测量信号，作为测量信号1向控制装置200中发送。例如，在图2中图示出流量测量器150、温度测量器151、压力测量器152、发电输出测量器153、以及浓度测量器154。

在流量测量器150中，对从给水泵105向锅炉101中供给的给水的流量进行测量。另外，温度测量器151和压力测量器152，对从热交换器106向汽轮机108供给的蒸气的温度和压力进行测量。

通过发电机109发电的电量，由发电输出测量器153来测量。涉及到通过锅炉101的燃烧气体中所含有的成分(CO、NO_X等)浓度的信息，可以通过设置在锅炉101的下游侧的浓度测量器154来测量。

此外，一般来说，除图2所示之外还在火力发电设备中配置了多个测量器，但是这里省略了图示。

下面，对从燃烧嘴102投入到锅炉101内部的一次空气和二次空气的路径、以及从补充风口103所投入的补充气体的路径进行说明。

一次空气由风扇120导入配管130，并在中途分流到配管132和配管131中，并在配管133处再次合流，从而导入到设置在燃烧嘴102的上游侧的碾磨机110中，其中配管132经过设置在锅炉101的下游侧的空气加热器104，配管131不经过而旁通(bypass)过空气加热器104。

经过气体加热器104的空气，受到沿锅炉101流下的燃烧气体加热。利用该一次空气，在碾磨机110中被磨碎了的煤粉同一次空气一起搬送到燃烧嘴102中。

二次空气和补充气体从风扇121导入配管140，并同样受到气体加热器104加热之后，分流到二次空气用的配管141和补充气体用的配管142中，从而分别导入到燃烧嘴102和补充风口103中。

图3是对向燃烧嘴供给的煤粉和空气的路径进行说明的图。

如图3(a)所示，在锅炉101中沿锅炉101宽度方向配置有多个燃烧嘴。在图3(a)中，虽然对配置5个燃烧嘴102A、102B、102C、102D、102E进行表示，但其数量是任意的。而且在图3(a)中，虽然沿锅炉的高度方向以一层配置燃烧嘴，但也可以配置成多层。

如图3(b)所示，各个燃烧嘴通过配管134A、134B、134C、134D、134E和碾磨机连接。在各个配管中分别配置煤粉流量测量器155A、155B、155C、155D、155E。由此，对在燃烧嘴102A、102B、102C、102D、102E中所投入的煤粉的流量全部进行测量。测量到的信号作为测量信号1向控制装置200发送。此外，在本实施例中，虽然对燃烧嘴全部配置煤粉流量测量器，但未必一定要对全部的燃烧嘴进行配置。另外，也可以以汇集由多个燃烧嘴供给的煤粉流量来测量的方式配置煤粉流量测量器。

另外，二次空气通过配管141向各个燃烧嘴供给。如图3(b)所示，在配管141的内部，设置有空气阻尼器(air damper)160A、160B、160C、160D、160E。向各个燃烧嘴供给的二次空气流量的流量，可以通过调整空气阻尼器的开度来进行控制。空气阻尼器的开度的指令信号也包括在由控制装置200发送来的操作信号18当中。

控制装置200，利用向各个燃烧嘴供给的煤粉流量的信息，决定供给到各个燃烧嘴中的空气流量。

图4是表示操作信号生成单元500的系统构成的框图，是决定操作信号17当中、向各个燃烧嘴供给的空气流量的指令信号(空气阻尼器开度的指令信号)的框图。

在操作信号生成单元500中，作为运算装置设置有基准信号生成单元510、相对值计算单元520、增益设定单元530、上下限值设定单元540、乘法运算器550、切换器560、561、固定值生成器570、571、以及加法运算器580。

基准信号生成单元510，计算由燃烧嘴部投入的总空气流量，并将其根据程序控制分配到各个燃烧嘴。在由基准信号生成单元510计算基准信号501时，可以以由全部燃烧嘴投入的空气量达到均一的方式来计算，也可以根据预定了的算法(程序)，计算由各燃烧嘴投入的空气流量。

在相对值计算单元520中，基于由测量器测量到的燃料流量，计算在每个燃烧嘴中燃料流量相对于燃料流量的平均值的燃料流量的相对值。例如，利用测量信号数据3，根据(1)、(2)式计算各个燃烧嘴的煤粉流量的相对值502。其中，1≤i≤i_max，i_max是燃烧嘴的个数，r_i是燃烧嘴i的煤粉流量的相对值，CF_i是由燃烧嘴i投入的煤粉流量的测量值，以及CF_average是由燃烧嘴投入的煤粉流量的平均值。

数1

$r_i=\frac{{\mathrm{Cf}}_i}{{\mathrm{CF}}_{\mathrm{average}}}-1···\left(1\right)$

数2

${\mathrm{CF}}_{\mathrm{average}}=\frac{1}{i_{\max }}\underset{i=1}{\overset{i_{\max }}{\Sigma }}{\mathrm{CF}}_i···\left(2\right)$

此外，在本实施例中，虽然将CF_i作为由燃烧嘴i投入的煤粉流量的测量值，但可以通过利用测量值的移动平均计算，或者低通滤波器等，将除去了包括在测量信号中噪声的信号作为CF_i，并将利用该CF_i计算得到的r_i作为相对值502。

在乘法运算器550中，利用相对值502和增益509根据(3)式计算信号503。其中在(3)式中，s_i是信号503，G是增益509。

数3

S_i＝G×r_i                                  ...(3)

增益509是利用增益设定单元530、固定值生成器570、切换器560来计算的。

在切换器560中，针对由增益设定单元530计算出的增益备选507、和在固定值生成器570生成的固定值(α)508的两个输入，将增益备选507或者固定值(α)508中任意一个信号作为增益509输出。此外，在固定值生成器570中生成的固定值(α)508的值，可以由火力发电设备100的操作者通过控制逻辑数据库250进行任意地设定。

在增益设定单元530中，利用测量信号数据3，生成增益备选507。在增益设定单元530中，求出保存在图形数据库220中的图形和测量信号数据3的相似度，并从学习信息数据库260中提取相对于相似度较高图形的空气流量调整增益值，作为增益备选507。在本实施例中，像(3)式那样虽然将对每个燃烧嘴的相对值所乘的增益值设定为固定值G，但是也可以对应每个燃烧嘴改变增益值。此外，保存在图形数据库220中的图形和保存在学习信息数据库260中的信息的详细情况后边进行叙述。

在上下限值设定单元540中，利用信号503，根据(4)式计算校正信号备选504。其中，t_i是校正信号备选504，t_max是校正信号备选504的上限值，t_min是校正信号备选504的下限值。而且，t_max和t_min可以由火力发电设备100的操作者进行任意地设定。

数4

$t_i=\left(\begin{array}{ccc}{S}_i& \mathrm{if}& t_{\min }\le \mathrm{Si}{\le t}_{\max }\\ t_{\max }& \mathrm{if}& t_{\max }{<S}_i\\ t_{\min }& \mathrm{if}& S_i{<t}_{\min }\end{array}\right)···\left(4\right)$

在切换器561中，针对由上下限值设定单元540计算的校正信号备选504、和由固定值生成器571生成的固定值(0)505的两个输入，将校正信号备选504或者固定值(0)508的任意一个信号作为校正信号506输出。在固定值生成器571中生成零值。

在加法运算器580中，对校正信号506和基准信号501进行加法运算，计算操作信号17。利用具备切换器561的效果可以使基准信号501和操作信号17一致。

如上所述，操作信号生成单元500，基于燃料流量的图形数据16决定空气流量调整增益G，基于在每个燃烧嘴测量到的向燃烧嘴供给的燃料流量的燃料流量，计算每个燃烧嘴中燃料流量相对于燃料流量的平均值的燃料流量的相对值，基于空气流量调整增益G和相对值，计算向燃烧嘴供给的空气流量Si。此外，相对值既可是相对量，也可是相对比率。

图5是基准信号501、相对值502、信号503、操作信号17的一实施例，是对操作信号17的生成方法进行说明的图。此外，图中A～E是为了识别燃烧嘴而设的符号。

如图5(a)所示，由基准信号生成单元510生成的基准信号501，在全部的燃烧嘴均为相同值，若使之和操作信号17一致，则由全部的燃烧嘴供给的空气流量为相同的流量。如图5(b)所示，利用(1)(2)式计算的相对值502，在各个燃烧嘴互为不同。图5(b)所指的是由燃烧嘴A、E供给的煤粉流量比平均值少，由燃烧嘴B、C、D供给的煤粉流量比平均值多的情形。

图5(c)是对相对值502乘以增益509计算得出的信号503。信号503的全部的值都在t_min以上t_max以下，而且在切换器561中，当将校正信号备选504作为校正信号506时，操作信号17如图5(d)所示，是对图5(a)和图5(c)的值进行加法运算后的值。

通过如此地生成操作信号17，对煤粉流量较多的燃烧嘴更多地供给空气，对于煤粉流量较少的燃烧嘴更少地供给空气。此外，在本实施例中，虽然对按照图形来调整由燃烧嘴部投入的空气流量的方法进行记载，但也可以根据图形来调整由补充风口部投入的空气流量。另外，也可以对燃烧嘴部和补充风口部两者的空气流量进行调整。

以下，将对在图4的增益设定单元530中参照的保存在图形数据库220、学习信息数据库260中的数据的生成方法、以及增益备选507的生成方法进行说明。

图6是控制装置200的动作流程图。如图6所示，控制装置200组合执行步骤1000、1010、1020、1030、1040、1050、1060、1070。以下将对各自的步骤进行说明。

首先在步骤1000中，使数值解析单元400动作，执行火力发电设备100的数值解析。该结果所得的数值解析信息6保存在数值解析结果数据库230中。而且，保存在数值解析结果数据库230中的数值解析数据7向图形化单元300发送。详细情况后边在图7等中进行叙述，在数值解析数据7中含有与煤粉的流量图形相关的信息。

在步骤1010中，对是否实施组合执行学习单元600、模型700、评价值计算单元800的学习进行判断。当实施学习时，进入“是(YES)”的路径，当不实施时进入“否(NO)”的路径。

在步骤1020中，基于保存在数值解析结果数据库230、以及测量信号数据库210中的数据，建立模型700。在火力发电设备100刚开始运行后，在测量信号数据库210中，没有存储数据。在该状况下，利用保存在数值解析结果数据库230中的数值解析数据8，建立模型700。之后，当获取测量数据1，并在测量信号数据库210中存储有数据时，以使模型700和火力发电设备100的特性一致的方式修正模型700。利用模型700预测由火力发电设备100中排出的CO、NO_X浓度等。

在步骤1030中，组合学习单元600、模型700、评价值计算单元800，对火力发电设备100的操作方法、也就是空气流量调整增益的设定方法进行学习。由步骤1030获得的学习信息12保存在学习信息数据库260中。

在步骤1040中，使操作信号生成单元500动作，生成操作信号17，并将操作信号向火力发电设备100发送。

在步骤1050中，获取将步骤1040中生成的操作信号17发送到火力发电设备100的结果、即测量信号1及测量信号2，并将测量信号保存在测量信号数据库210中。

在步骤1060中，判断对步骤1010中生成的煤粉流量的流量图形是否追加了新的图形。当实施了图形追加时，进入到“是”的路径中，当没有实施时，进入到“否”的路径中。

在步骤1070中，执行图形化单元300，追加图形。

此外，在步骤1010和步骤1060中进入到“是”/“否”中的哪一个，可以事先由火力发电设备100的操作者来设定。另外也可以对学习的性能、图形的性能进行评价，基于该评价结果来决定进入到“是”/“否”中的哪一个。

以下，利用图7～图10，将对图6中要素的每一动作内容进行说明。

图7是说明步骤1000的详细情况的图。如图7(a)所示，可将步骤1000细分化成步骤1001、1002、1003。

在步骤1001中，对用来执行数值解析执行单元400的解析条件进行设定。图7(b)是解析条件格式的一实施例。如图7(b)所示，对由燃烧嘴A～E投入的煤粉流量和空气流量调整增益进行设定。由燃烧嘴A～E投入的煤粉流量的流量图形，利用保存在设备信息数据库270中的设备信息19来设定。在图7(b)中，以煤粉流量均等地进入到燃烧嘴A～E中的情况(A～E全部为16kg/s)、和由燃烧嘴A投入的煤粉流量较多而由燃烧嘴B～E投入的煤粉流量较少的情况为例，进行记载。

在设备信息19中，含有：表示碾磨机110的特性的特性信息；与连接碾磨机和燃烧嘴的配管的长度、连接碾磨机和燃烧嘴的配管的弯曲次数相关的信息。可以通过使用这些信息中的至少一个来计算连接燃烧嘴A～E和碾磨机的配管的压降。当配管的长度较长、弯曲次数较多时，压降变大，供给到燃烧嘴的煤粉流量有可能减少。例如，假设如图3(b)那样将碾磨机和燃烧嘴连接。如图3(b)所示，与连接燃烧嘴A和碾磨机的配管的弯曲次数为零相比，连接燃烧嘴B～E和碾磨机的配管的弯曲次数为二。此时，连接燃烧嘴B～E和碾磨机的配管的压降比连接燃烧嘴A和碾磨机的配管的压降更大，经过的煤粉流量更少。

这样，利用设备的设计信息，假设多种煤粉流量的流量图形，并将该流量图形设定为解析的边界条件。

另外，空气流量调整增益，是和图4的乘法运算器50的增益509相同含义的值。图7(b)中，使空气流量调整增益在0.1～2.0的范围内每次改变0.1大小，来设定解析条件。空气流量的边界条件通过对煤粉流量的相对值乘以空气流量调整增益来决定。

在步骤1002中，基于步骤1001设定的解析条件，使数值解析执行单元400动作。在步骤1003中，将实施步骤1002获得的数值解析信息6保存在数值解析结果数据库230中。另外，煤粉流量的流量图形通过图形生成单元300保存在图形数据库220中。

图8是对模型700的建立方法和学习单元600的动作内容进行说明的图。利用图8对图6中的步骤1020、1030的动作内容进行说明。

图8(a)是对模型700的建立方法进行说明的图。在数值解析结果数据库230中，对每一个图形都保存有改变空气流量调整增益时关于CO浓度的数值解析结果。在模型700中，通过利用神经网络、样条(spline)等方法对该数值解析结果进行插补，来建立如图8(a)所示的模型。通过利用该模型700，可以推定与空气流量调整增益值相对的CO浓度。

此外，在图8(a)中，虽然对空气流量调整增益和CO浓度的关系进行表示，但也可以利用模型700来推定空气流量调整增益和NO_X浓度、O₂浓度、未燃烧部分、水银等的与锅炉特性相关的项目。

如图8(a)所示，根据煤粉流量的流量图形，CO浓度相对空气流量调整增益变化的变化倾向不同。在图8(a)的例子中，对于图形1空气流量调整增益在0.0～2.0的范围内，空气流量调整增益越大，CO浓度越低，而与之相对地，图形2中空气流量调整增益在0.8时CO浓度处于最小。这样，由于CO浓度相对空气流量调整增益变化的变化倾向根据煤粉流量的流量图形而不同，所以有必要对每个煤粉流量的流量图形设定使CO浓度处于最小时的空气流量调整增益。

在学习单元600中，对于每一个煤粉流量的流量图形学习最佳的空气流量调整增益值。学习以由评价值计算单元800计算出的平均值11为指标进行实施。在学习单元600中，对评价值11处于最大的空气流量调整增益的设定方法进行学习。

图8(b)是对利用评价值计算单元800以CO浓度很低而评价值较高的方式计算时的空气流量调整增益和评价值的关系进行说明的图。此外，在评价值计算单元800中，并非只有CO浓度，也可以基于NO_X浓度、O₂浓度、未燃烧部分、水银的值等的、与锅炉特性相关的值来计算评价值。

如图8(b)所示，评价值处于最大，在图形1中是空气流量调整增益为2.0之时，在图形2中为0.8之时。在学习单元600中，由于按照评价值11为最大的方式进行学习，所以在图形1时只要将空气流量调整增益设定为2.0，而在图形2时只要设定为0.8即可进行学习。

图9是保存在学习信息数据库260、以及图形数据库220中的数据的形态。如图9所示，使图形和空气流量调整增益对应的数据被保存。这是由用图8(b)中说明的方法，针对各个图形来决定空气流量调整增益的结果。根据该值，在增益设定单元530中，计算增益备选507。在步骤1040中，通过操作信号生成单元500生成操作信号17，并将该信号向火力发电设备100发送。由此，可以将由评价值计算单元800计算的评价值11处于最大时的操作信号，向火力发电设备100发送。在步骤1050中，从火力发电设备100获取测量信号1。

图10是对步骤1060的详细情况进行说明的图。如图10所示，步骤1060被细分为步骤1061、1062、1063、1064。

在步骤1061中，从测量信号1中提取向各个燃烧嘴供给的煤粉流量测量值信息，生成新的流量图形。在步骤1062中，对保存在图形数据库220中的已有图形、和在步骤1061生成的新流量图形的相似度进行评价。相似度通过例如式(5)求出。其中，I_n是第n个已有图形和新图形的相似度，n(1≤n≤n_max)是保存在图形数据库220中的图形编号，n_max是保存在图形数据库220中的图形的总数，CF_ni是针对保存在图形数据库220中的图形由燃烧嘴i所投入的煤粉流量的值，CF_i是由燃烧嘴投入的煤粉流量的测量值。

数5

$I_n=\underset{i=1}{\overset{i_{\max }}{\Sigma }}{({\mathrm{CF}}_{\mathrm{ni}}-{\mathrm{CF}}_i)}^2···\left(5\right)$

在步骤1063中，首先对于步骤1062中计算的相似度最大的图形，计算通过图8(a)的模型推定的CO浓度值和实测的CO浓度值的误差。

在步骤1064中，当步骤1063中计算的误差在阈值以下时，将不追加图形，进入步骤1010。此时，在进入到步骤1020时，将对图8(a)的CO特性曲线进行修正，以使实测的CO浓度值和模型700的特性达到一致。

当误差在阈值以上时，进入到步骤1070，将步骤1061中生成的新图形保存在图形数据库220中。之后，由步骤1000对新图形利用使空气流量调整增益变化的条件执行数值解析。

下面，利用图10的流程对追加图形的效果进行说明。

在控制装置200中，事先假设煤粉流量的流量图形，并对该流量图形执行数值解析。但是，由于燃烧嘴的个数较多，而且煤粉流量为连续值，所以流量图形以多个形态存在。因此，很难对全部的流量图形执行数值解析。如图7说明时所叙述的那样，基于保存在设备信息数据库270中的信息来设定流量图形。火力发电设备100在运行时，有可能生成与此时所设定的流量图形不同的新流量图形。新流量图形和已有的流量图形相比，在锅炉特性相对于空气流量调整增益变化的变化相同时，用已有的流量图形的学习结果对应新的流量图形。另外，在新流量图形和已有的流量图形特性互为不同时，通过执行与新流量图形对应的数值解析，由此进行对应。结果若累积新流量图形的经验，可以设定与该流量图形相对的最佳空气流量调整增益。其结果可以降低由火力发电设备100排放出来的CO。

另外，通过利用控制装置200，可以使投入到锅炉中的空气流量最小化。其结果可以令风扇动力最小化，可以削减锅炉所耗费的电力。而且还可以减小锅炉的尺寸。

图11是说明测量值随时间变化的图。

用煤粉流量测量器测量煤粉流量时存在测量延迟。而且，如图3所示，煤粉是在经过配置有煤粉流量测量器的位置之后，供给到燃烧嘴，并导入火炉中。

在测量延迟时间和从煤粉经过煤粉流量测量器开始到投入火炉中为止的时间一致时，测量值和投入到火炉中的煤粉流量保持一致。但是，在从煤粉经过煤粉流量测量器开始到投入火炉中为止的时间比测量延迟时间短时，如图11(a)所示，从投入到火炉中的煤粉流量来看，测量值将晚于煤粉流量值。相反地，在从煤粉经过煤粉流量测量器开始到投入火炉中为止的时间比测量延迟时间长时，如图11(b)所示，从投入到火炉中的煤粉流量来看，煤粉流量值将晚于测量值。

将连接煤粉流量测量器155和燃烧嘴102的配管的长度除以煤粉的流速，由此可以计算出煤粉从经过煤粉流量测量器155开始到投入到火炉为止的时间。另外，煤粉流量测量器155的测量延迟时间可事先掌握。通过利用连接煤粉流量测量器155和燃烧嘴102的配管的长度、煤粉的流速、测量延迟时间的信息，可以对测量值进行校正，以使测量值和投入到火炉中的煤粉流量值一致。虽然在图4的操作信号生成单元500中未进行图示，但可以使操作信号生成单元500带有像上述那样对测量信号数据3进行处理，使测量值和投入到火炉中的煤粉流量值一致的功能的测量值校正单元。

另外，也有操作空气阻尼器来使时间延迟直到空气流量与希望的值一致的方法。可以通过加长连接煤粉流量测量器和燃烧嘴的配管，抑止伴随该时间延迟的控制性能的下降。也可以考虑上述的将煤粉流量测量器155配置在火力发电设备100中。

图11(c)是发电输出变化时输出和煤粉流量的经时变化。如图11(c)所示，在输出变化时煤粉流量的总量变化很大。在这样的情况下，如图11(a)(b)所述那样有可能在测量值和投入到火炉的煤粉流量值产生偏差。为了校正该影响，也可使操作信号生成单元500带有基于供给到碾磨机的煤粉流量、动力来校正煤粉流量测量值的功能。而且，为了对所测量的燃料流量值进行校正，可以利用连接测量器和燃烧嘴的配管的长度、煤粉的流速、测量器的测量延迟时间中至少一个信息。而且可以使图形化单元300带有如下功能，即评价向碾磨机供给的煤粉流量、动力的信息，与煤粉流量测定值之间的关系，生成向碾磨机供给的煤粉流量和动力的信息、与煤粉流量的流量图形的关系。

图12、13是显示在图像显示装置950上的画面的实施例。

如图12所示，通过利用控制装置200，可以将由煤粉流量测量器155A、155B、155C、155D、155E测量到的煤粉流量，和在操作信号生成单元500计算的空气流量的指令值显示在同一画面上。由此，可以容易掌握火力发电设备100的运行状态。

此外，通过对每个燃烧嘴显示煤粉流量和空气流量来掌握相对值。

图13是对利用图形化单元300生成的图形进行图示的例子。

如图13所示，可以在画面上显示图形形状和特征/特性。由此，可以容易确认由图形化单元300生成了的图形。

下面，参照附图对本发明另一实施例的火力发电设备的控制装置及火力发电设备的控制方法进行说明。

(实施例2)

图14是表示本发明的一实施例的火力发电设备的控制装置的整体构成的框图。

在图14中，具备了用煤作为燃料的锅炉的火力发电设备2100的控制装置由控制装置2200控制。控制装置2200，作为运算装置分别设置有到达区域推定单元2300、数值解析执行单元2400、操作信号生成单元2500、学习单元2600、模型2700、评价值计算单元2800而构成。

在该控制装置2200中，作为数据库分别设置有测量信号数据库2210、到达区域数据库2220、数值解析结果数据库2230、操作信号数据库2240、控制逻辑数据库2250、以及学习信息数据库2260。

另外，在控制装置2200中，作为与外部的接口，配置有外部输入接口2201、以及外部输出接口2202。

此外在该控制装置2200中，通过外部输入接口2201，从火力发电设备2100将火力发电设备的各种状态量，例如测量锅炉出口的燃烧气体中氧气浓度、或者一氧化碳浓度的测量信号2001取入该控制装置2200，而且，通过外部输出接口2202，从控制装置2200对上述火力发电设备2100发送控制例如锅炉的燃烧嘴和风口的空气流量的操作信号2018。

从火力发电设备2100取入到控制装置2200的火力发电设备2100的各种状态量，例如测量锅炉出口的燃烧气体中氧气浓度、或者一氧化碳浓度的测量信号2001，在经过外部输入接口2201之后，作为测量信号2002保存在设置于控制装置2200的数据库即测量信号数据库2210中。

在控制装置2200所设有的运算装置的操作信号生成单元2500中生成的操作信号2017，由操作信号生成单元2500向外部输出接口2202发送，并且保存在设置于控制装置2200的数据库即操作信号数据库2240中。

另外在控制装置2200所设有的运算装置的数值解析执行单元2400中，在内部建立对火力发电设备2100进行高精度模拟的详细的物理模型，并且构成为利用该详细的模型，执行以火力发电设备2100为对象的详细且高精度的数值解析。

即，根据该数值解析执行单元2400的操作，利用详细的物理模型通过执行如下的高精度模拟计算，高精度地模拟并预测火力发电设备2100的运行特性。该高精度模拟计算是将构成火力发电设备2100的锅炉2101的构造、设置于锅炉2101的燃烧嘴2102和风口2103的构造、以及分别向燃烧嘴2102和风口2103供给的燃料流量、空气流量设定为边界条件。

接着通过执行利用详细的物理模型的数值解析执行单元2400所获得的详细且高精度的数值解析信息2006，从数值解析执行单元2400发送并保存到数值解析结果数据库2230中。

在设置于控制装置2200的运算装置的到达区域推定单元2300中，利用保存在测量信号数据库2210中的测量信号数据2004、和保存在数值解析结果数据库2230中的数值解析数据2007，通过运算推定从燃烧嘴2102和风口2103供给到锅炉2101的空气所到达锅炉出口流路中的区域。

通过利用该到达区域推定单元2300的运算而推定的从燃烧嘴2102和风口2103供给到锅炉2101的空气到达锅炉出口流路中的到达区域信息2005，保存在设置于控制装置2220的数据库、即到达区域数据库2220中。

设置于控制装置2200的运算装置的学习单元2600，构成为以运算装置的统计模型2700为对象学习火力发电设备2100的操作方法，模型2700构成为利用在内部建立的简略的统计模型，在短时间内模拟火力发电设备2100的控制特性。

也就是，与将在控制装置2200生成的用来控制火力发电设备2100的操作信号2018从控制装置2200发送到火力发电设备2100，并用控制装置2200从火力发电设备2100接收作为该火力发电设备2100的控制结果的测量信号2001的情形相同，以如下方式构成：将在控制装置2200的学习单元2600学习并生成的模型输入2009，从学习单元2600发送到模型2700，学习单元2600从模型2700接收作为在该模型2700模拟的火力发电设备2100的控制特性的简略模拟结果即模型输出2010。

在作为运算装置的模型2700中，利用简略的物理模型，在短时间内模拟火力发电设备2100的控制特性，并将该模拟结果作为模型输出2010输出到学习单元2600中，其中该简略的物理模型是利用保存在数值解析结果数据库2230中的数值解析数据2008、和保存在测量信号数据库2210中的测量信号数据2004，基于由学习单元2600发送来的模型输入2009而建立在模型2700的内部。

该模型2700利用例如神经网络等的统计模型建立，通过运算模型2700，在火力发电设备2100运行之前，仅利用保存在数值解析结果数据库2230中的数值解析数据2008来模拟计算上述模型输出2010，在火力发电设备2100运行之后，兼用保存在测量过火力发电设备2100的状态量的测量信号数据库2210中的测量信号2004来模拟计算模型输出2008。

这样在使用了模型2700的火力发电设备2100的模拟结果，与使用了运算数值解析执行单元2400时用到的详细的物理模型的火力发电设备2100的模拟结果不同，火力发电设备2100的控制特性不同的情况下，通过重视保存在测量过火力发电设备2100的状态量的测量信号数据库2210中的测量信号数据2004，由上述模型2700模拟计算模型输出2010，从而可以使模型2700的特性接近火力发电设备2100的控制特性。

在学习单元2600中，对从该学习单元2600向上述模型2700输入的模型输入2009的生成方法进行学习，以使由模型2700模拟计算的模型输出2010达到期望值。

作为通过该学习单元2600学习模型输入2009的生成方法用的指标，可以利用评价值2011来通过上述学习单元2600进行学习，该评价值2011是由设置在控制装置2200的作为运算单元的评价值计算单元2800计算出的。

在该评价值计算单元2800中，当由模型2700模拟计算出的模型输出2010为期望的状态时，将输入到上述学习单元2600中的评价值2011的值设定为较大，而随着偏离期望的状态，评价值2011的值设定为较小。

另外，在该评价值计算单元2800中，也可以利用保存在设置于控制装置2200的数据库即到达区域数据库2220中的到达区域数据2016来计算上述评价值2011。

上述学习单元2600通过应用强化学习、进化的计算手法等各种最优化手法来建立。

此外，在该学习单元2600中，对由评价值计算单元2800计算并被输入到该学习单元2600的评价值2011达到最大的操作方法进行学习。

在学习单元2600的学习中用到的约束条件、模型输出目标值等的学习信息数据2013，保存在设置于控制装置2200的数据库即学习信息数据库2260中。

另外，作为由学习单元2600学习后的结果即学习信息数据2012，被从学习单元2600向学习信息数据库2260输出，并保存在该学习信息数据库2260中。

在设置于控制装置2200的运算装置即操作信号生成单元2500中，根据需要获取如下数据，并利用这些信息生成对用来降低由火力发电设备2100排出的一氧化碳浓度的、例如从锅炉2101的燃烧嘴2102和风口2103向锅炉供给的空气流量进行控制的操作信号2017。这些数据是：保存在测量信号数据库2210中的测量信号数据2003、保存在到达区域数据库2220中的到达区域数据2016、保存在控制逻辑数据库2250中的控制逻辑数据2015、以及保存在学习信息数据库2260中的学习信息数据2014。

此外，在上述操作信号生成单元2500生成了的操作信号2017被构成为，作为针对火力发电设备2100的操作信号2018通过外部输出接口2202从控制装置2200中送出。

另外，如图14所示，在控制装置2200的附近设置有由键盘2901和鼠标2902构成的外部输入装置2900、维护工具2910、以及图象显示装置2950。

此外，火力发电设备2100的操作者，通过利用由键盘2901和鼠标2902构成的外部输入装置2900生成维护工具输入信号2051，并将该维护工具输入信号2051输入到维护工具2910中，由此可以将配置在控制装置2200中的各种数据库的信息显示在图像显示装置2950上。

上述维护工具2910由外部输入接口2920、数据收发部2930、以及外部输出接口2940构成。

在外部输入装置2900生成了的维护工具输入信号2051，通过外部输入接口2920导入到维护工具2910中。

在维护工具2910的数据收发部2930中，构成为根据维护工具输入信号2052的信息，从配置在控制装置2200的各种数据库中获取数据库信息2050。

在维护工具2910的数据收发处理部2930中，将处理数据库信息2050所得到的维护工具输出信号2053向外部输出接口2940发送。

外部输出接口2940，将基于该维护工具输出信号2053的输出信号2054向图象显示装置2950发送，并通过该图像显示装置2950进行显示。

此外，在上述实施例的火力发电设备的控制装置2200中，虽然设置在上述控制装置2200的构成数据库的测量信号数据库2210、到达区域数据库2220、数值解析结果数据库2230、操作信号数据库2240、控制逻辑数据库2250、以及学习信息数据库2260，和构成运算装置的到达区域推定单元2300、数值解析执行单元2400、学习单元2600、模型2700、以及评价值计算单元2800都被配置在上述控制装置2200的内部，但是也可以将其全部、或者其中一部分配置在控制装置2200的外部。

图15表示使用煤作为图14所示的实施例中火力发电设备的控制装置的控制对象、即燃料的锅炉处于火力发电设备中的概略构成。

首先利用图15(a)对具备了锅炉的火力发电设备2100的发电的结构进行说明。

在图15(a)中，作为燃料的煤由碾磨机2110磨碎而作为煤粉和煤搬送用的一次空气，以及燃烧调整用的二次空气一起经过设置在锅炉2101的燃烧嘴2102而投入到锅炉2101中，且作为燃料的煤在锅炉2101的火炉内部进行燃烧。

作为燃料的煤和一次空气由配管2134，二次空气由配管2141被导入到燃烧嘴2102中。

另外，二层燃烧用的补充气体经过设置在锅炉2101的补充风口2103投入到锅炉2101中。该补充气体是经由配管2142导入到补充风口2103。

使作为燃料的煤在锅炉2101的火炉内部燃烧，所产生的高温的燃烧气体，沿箭头所示的路径在锅炉2101的火炉中流向下游侧，再经过配置在锅炉2101的热交换器2106进行热交换，之后成为燃烧排气而从锅炉2101中排出，并流下到设置在锅炉2101的外部的空气加热器2104。

通过了空气加热器2104的燃烧排气，之后由未图示的排气处理装置除去包含在燃烧排气中的有害物质，然后由烟囱排放到大气中。

在锅炉2101中循环的给水，从设置于汽轮机2108的未图示的凝汽器中由给水泵2105导入到锅炉2101中，并在设置于锅炉2101的火炉中的热交换器2106中，被沿锅炉2101的火炉内部流下的燃烧气体加热，成为高温高压的蒸气。

此外，在本实施例中，虽然将热交换器2106的个数设为一个进行图示，但也可以配置多个热交换器。

在热交换器2106中生成了的高温高压的蒸气，由涡轮式燃烧嘴阀门(タ一ビンガバナ弁)2107导入到汽轮机2108中，并利用蒸气所带有的能量驱动汽轮机2108，使与该汽轮机2108连结了的发电机2109旋转并发电。

下面，对从设置在锅炉2101的火炉中的燃烧嘴2102投入到锅炉2101的火炉内的一次空气和二次空气的路径、以及从设置在锅炉2101的火炉中的补充风口2103投入到锅炉2101的火炉内的补充气体的路径进行说明。

一次空气由风扇2120导入配管2130，并在中途分流到经过空气加热器2104的内部的配管2132和旁通过空气加热器2104的配管2131中，在该配管2132和配管2131中流下的一次空气在配管2133处再次合流，从而导入碾磨机2110中。

经过空气加热器2104的空气，受到从锅炉2101的火炉排出的燃烧气体而被加热。

利用该一次空气，由碾磨机2110生成的煤(煤粉)经过配管2133而搬送到燃烧嘴2102中。

二次空气和补充气体从风扇2121导入配管2140，在经过空气加热器2104的内部的配管2140中流下而被加热之后，在配管2140的下游侧分流到二次空气用的配管2141和补充气体用的配管2142中，分别导入到设置于锅炉2101的火炉的燃烧嘴2102和补充风口2103中来进行构成。

具备了本实施例的锅炉的火力发电设备2100的控制装置2200，为了降低锅炉排气中的NO_X和CO浓度，带有对从燃烧嘴2102投入到锅炉2101中的空气量、和从补充风口2103投入到锅炉2101中的空气量进行调整的功能。

在火力发电设备2100中，配置有对该火力发电设备2100的运行状态进行检测的各种测量器，由这些测量器中取得的设备的测量信号，作为测量信号1被发送到控制装置2200中。

作为对火力发电设备2100的运行状态进行检测的各种测量器，例如，在图15中分别图示出流量测量器2150、温度测量器2151、压力测量器2152、发电输出测量器2153、以及对O₂浓度及/或CO浓度进行测量的浓度测量器2154。

流量测量器2150，对从给水泵2105供给到锅炉2101中的给水的流量进行测量。另外，温度测量器2151和压力测量器2152，在配设于锅炉2101的热交换器2106中，分别对由和在该锅炉2101中流下的燃烧气体进行热交换而产生的蒸气，被供给到汽轮机2108中的蒸气的温度及压力进行测量。

在上述热交换器2106生成了的蒸气驱动汽轮机2108旋转，通过该汽轮机2108的旋转促使发电机2109发电，且其电量会通过发电输出测量器2153来测量。

另外，涉及到在锅炉2101流下的燃烧气体中所含有的成分(CO、NO_X等)浓度的信息，可以通过设置在锅炉2101的下游侧的、对锅炉出口流路中设置的O₂浓度及/或CO浓度进行测量的浓度测量器2154来测量。

此外，一般来说，除图15所示之外还配置了多个测量器在火力发电设备2100中，但是这里省略了图示。

图15(b)是表示设置在构成火力发电设备2100的锅炉2101的下游侧的空气加热器2104、和配设在该空气加热器2104的配管的局部放大图。

如图15(b)所示，在配设于空气加热器2104的内部的配管2140的下游侧分流了的二次空气用配管2141和补充气体用配管2142中分别配置有空气阻尼器2162、2163，并且在配设于空气加热器2104的内部的配管2132、及旁通过空气加热器2104的配管2131中分别配置有空气阻尼器2161、2160。

于是通过操作这些空气阻尼器2160～2163来改变在配管2131、2132、2141、2142内空气所经过的面积，并对经过该配管2131、2132、2141、2142的空气流量进行个别地调整。

此外，利用由控制火力发电设备2100的控制装置2200生成并被输出到该火力发电设备2100中的操作信号2018，来对给水泵2105、碾磨机2110、空气阻尼器2160、2161、2162、2163等的机器进行操作。

另外在本实施例的火力发电设备的控制装置中，对于调节给水泵2105、碾磨机2110、空气阻尼器2160、2161、2162、2163等的火力发电设备的状态量的机器，将它们称为操作端，并将使之操作所需的指令信号称为操作信号。

另外，还对设置在锅炉2101的燃烧嘴2102和补充风口2103附加了能够在燃烧用等的空气、或者煤粉等的燃料投入锅炉2101中时，来上下左右地移动其吐出角度的功能，这些调节燃烧嘴2102和补充风口2103的吐出角度的指令信号也可以包括在上述操作信号2108之中。

图16是在具备图14所示的实施例的锅炉的火力发电设备2100的控制装置中、表示控制装置2200的控制顺序的流程图。

在图16中，控制装置2200组合步骤3000、3010、3020、3030、3040、3050、来执行对火力发电设备2100的控制。

此外步骤3030a和步骤3030b、以及步骤3050a和步骤3050b，分别是相同的动作。以下将对各自的步骤进行说明。

首先最初在流程中的数值解析执行的步骤3000中，使建立了设置在图14的控制装置2200的详细物理模型的数值解析单元2400动作，执行火力发电设备2100的高精度数值解析。

该数值解析单元2400的详细的物理模型动作所得的火力发电设备2100的高精度数值解析结果2006，保存在数值解析结果数据库2230中。

接着，在流程中的学习有无判断步骤3010中，组合设置在图14的控制装置2200中的学习单元2600、模型2700、以及评价值计算单元2800，来对是否实施所执行的学习进行判断。

而且在该学习有无判断的步骤3010中，在判断为执行学习时，从学习有无判断的步骤3010进入“是”的路径，进而进入随后的模型建立步骤3020，而当判断为不实施学习时，从学习有无判断步骤3010进入“否”的路径。

其中，对于判断为实施学习时、和判断为不实施学习时的处理内容(到达区域推定步骤3030、操作信号生成步骤3050)，加入了模型建立步骤3020和操作方法学习步骤3040的处理。

接着在流程中的模型建立的步骤3020中，基于保存在设置于图14的控制装置2200的数值解析结果数据库2230、以及测量信号数据库2210中的对火力发电设备2100的各种状态量进行测量的数据，建立设置于图14的控制装置2200的模型2700，并利用该建立了的模型2700模拟运算火力发电设备2100的特性。

此外，在火力发电设备2100刚开始运行后，在测量信号数据库2210中，没有存储对火力发电设备2100的各种状态量进行了测量的数据。

因此在该状况下，利用保存在数值解析结果数据库2230中的数值解析数据2008，建立模型2700的简略的物理模型来模拟火力发电设备2100的特性。

在火力发电设备2100运行开始后，经过短暂时间后，获取对火力发电设备2100的各种状态量进行了测量的测量数据2001，并将上述火力发电设备2100的各种状态量的数据储存在测量信号数据库2210中时，通过运算处理修正上述模型2700，以使模型2700和火力发电设备2100的特性达成一致。

如上所述，控制装置2200中，通过使模型2700具备执行以火力发电设备2100为对象的数值解析的功能，可以在短时间容易预测从火力发电设备2100的锅炉中排出的排出气体中CO浓度、NO_X浓度，或者在锅炉出口的气体浓度分布等。

接着在流程中的到达区域推定的步骤3030中，使设置在图14的控制装置2200中的到达区域推定单元2300动作，来推定从配置在火力发电设备2100的锅炉2101的燃烧嘴2102和风口2103中供给的空气流量，到达锅炉出口流路的哪个部分。

接着在流程中的操作方法学习的步骤3040中，组合分别设置在图14的控制装置200中的学习单元2600、模型2700、以及评价值计算单元2800，对火力发电设备2100的操作方法进行学习。

对于设置在控制装置2200中的学习单元2600的学习算法，虽然使用图20后边进行叙述，但通过该操作方法学习的步骤3040获得的学习单元2600所产生的学习结果，保存在学习信息数据库2260中。

接着，在流程中的操作信号生成的步骤3050中，使设置在图14的控制装置2200中的操作信号生成单元2500动作，生成从控制装置2200向火力发电设备2100的操作端输出的指令信号、即操作信号2017。

图17是表示设置在生成该操作信号2017的图14的控制装置2200中的操作信号生成单元2500的构成的控制框图。

如图17所示，操作信号生成单元2500构成为具备：基准信号生成部2510，其利用保存在控制逻辑数据库2250中的控制逻辑数据2015、和保存在测量信号数据库2210中的测量信号数据2003，生成基准信号2030；第一校正信号生成部2520，其利用保存在到达区域数据库2220中的到达区域数据2016、和保存在测量信号数据库2210中的测量信号数据2003，生成第一校正信号2033；第二校正信号生成部2530，其利用保存在学习信息数据库2260中的学习信息数据2014、和保存在测量信号数据库2210中的测量信号数据2003，生成第二校正信号2036；零值生成器2540、2550，其生成零值的信号；以及切换器2560、2570，其在所输入的两个信号中选择一个信号，并将选择了的信号作为输出信号。

此外，构成图17的操作信号生成单元2500的上述基准信号生成部2510，利用保存在控制逻辑数据库2250中的控制逻辑数据2015、和保存在测量信号数据库2210中的测量信号数据2003，生成基准信号2030。

在该基准信号生成部2510中，决定从设置在锅炉2101的燃烧嘴2102和风口2103中供给的空气流量，以使锅炉出口流路处的燃烧气体中的氧气(O₂)浓度和预定值达到一致。

构成图17的操作信号生成单元2500的上述第一校正信号生成部2520，利用保存在到达区域数据库2220中的到达区域数据2016、和保存在测量信号数据库2210中的测量信号数据2003，生成第一校正信号2033。

在该第一校正信号生成部2520中，构成决定设置在锅炉2101的燃烧嘴2102和风口2103的空气流量的控制回路，以增加到达锅炉出口流路的氧气浓度低的区域的空气流量，或者增加到达一氧化碳浓度高的区域的空气流量。

保存在到达区域数据库2220中的信息和第一校正信号2033的生成方法利用图18和图19后边叙述。

构成图17的操作信号生成单元2500的上述第二校正信号生成部2530，利用保存在学习信息数据库2260中的学习信息数据2014、和保存在测量信号数据库2210中的测量信号数据2003，生成第二校正信号2036。

保存在学习信息数据库中的信息和第二校正信号2036的生成方法利用图20后边叙述。

构成图17的操作信号生成单元2500的上述切换器2560、2570，在所输入的两个信号中选择一个信号，并将所选择的信号作为输出信号。

因此，由切换器2560选择并输出的信号2034，与在第一校正信号生成部2520生成的第一校正信号2033、和在零值生成器2540中生成的零值信号2032的其中一个一致。

另外，由切换器2570选择并输出的信号2037，与在第二校正信号生成部2530生成的第二校正信号2036、和在零值生成器2550中生成的零值信号2035的其中一个一致。

如图17所示，从操作信号生成单元2500中输出的操作信号2017，是对在基准信号生成部2510生成并输出了的基准信号2030，加以由切换器2560选择并输出了的信号2034和由切换器2570选择并输出了的信号2037而生成了的信号。

因此，该操作信号2017可能为如下的值：与在基准信号生成部2510生成并输出了的基准信号2030为相同值；是基准信号2030和在第一校正信号生成部2520生成了的第一校正信号2033的合计值；是基准信号2030和在第二校正信号生成部2530生成了的第二校正信号2036的合计值；或者是基准信号2030和第一校正信号2033和第二校正信号2036的合计值。

此外，被输入到切换器2560、2570的信号中，决定哪个信号作为输出信号的数据，保存在设置于图14的控制装置2200的控制逻辑数据库2250中。

图18是对设置在图14所示的本实施例的控制装置2200中的到达区域推定单元2300的功能、和对保存在到达区域数据库2220中的信息进行说明的图。而且图14所示的数值解析执行单元2400构成为能通过三次元来解析锅炉2101内的流体的流动。

设置在图14的控制装置2200中的到达区域推定单元2300所产生的推定和数值解析执行单元2400所产生的解析的结果，如图18(a)所示可以计算从设置在锅炉2101的风口2103和燃烧嘴2102中投入的空气流量，到达12份分割锅炉出口流路中的哪个区域，接着该计算结果的数值解析数据2006被保存在数值解析结果数据库2230中。

在到达区域推定单元2300中，可以通过参照保存在数值解析结果数据库2230中的数值解析数据，掌握从设置在锅炉2101的风口2103和燃烧嘴2102中投入到锅炉的空气，到达12份分割了锅炉出口流路的哪一区域。

另外，也可以根据空气流量的操作信号和锅炉出口的气体浓度的测量值信息中，求出从设置在锅炉2101的风口2103和燃烧嘴2102中投入的空气，到达12份分割了锅炉出口流路的哪一区域。

利用图18(b)进行说明，图18(b)是从锅炉2101的A到E的每个风口的空气流量，与12份分割了锅炉出口流路的各个分割区域中氧气(O₂)浓度的测量值的关系。

在图18(b)所示的本实施例中，假设将锅炉出口的流路在宽度方向上分割为4份、进深方向上分割为3份，并在该12份分割了的各个区域中分别配置氧气浓度测量器作为浓度测量器2154。

因此，在本实施例中，在12份分割了锅炉出口的流路的区域中配置了12个氧气浓度测量器，当然也可以改变锅炉出口的流路的分割个数，或者增加在分割了的各个区域中配置的氧气浓度测量器的个数。

在图18(b)中，最初由锅炉2101的风口2103的A～E中投入的空气流量为固定的，在锅炉出口的流路中不出现氧气(O₂)浓度很高的部分。但当改变空气流量的平衡，增加从风口2103A中供给的空气流量时，在12份分割锅炉出口的流路的右上区域氧气浓度的测量值增高。

从该结果可以判断从风口2103的A供给了的空气，到达12份分割锅炉出口流路的右上区域。

像这样，控制装置2200的数值解析执行单元2400，带有可从空气流量的操作信号和锅炉出口流路中的气体浓度测量信息，求出从设置在锅炉2101的风口和燃烧嘴2102中投入到锅炉的空气到达12份分割锅炉出口流路后的哪一区域的功能。

此外，在图18(b)中，以在锅炉出口配置氧气(O₂)浓度测量器作为对排气中的气体浓度进行测量的浓度测量器2154为例进行了说明，但作为浓度测量器2154也可以配置一氧化碳(CO)浓度测量器来代替氧气浓度测量器。此时，判断从风口2103的A中供给的空气流量所到达的锅炉出口的流路的区域，是在增加风口2103A的空气流量时CO浓度减少的部分。

图19是对设置在图14的本实施例的控制装置2200中的操作信号生成单元2500的操作信号的生成方法进行说明的图。在操作信号生成单元2500中，如图14的控制装置2200所示，利用保存在到达区域数据库2220中的到达区域数据2016、和保存在测量信号数据库2210中的火力发电设备2100的状态量的测量信号数据2003进行运算，生成操作信号2017。

如图19(a)所示，表示用图18说明的、在锅炉出口的流路中设置对排气中的CO浓度进行测量的浓度测量器2154，来测量一氧化碳(CO)的浓度测量值的情形，在上述操作信号生成单元2500中，对于12份分割锅炉出口流路的各个分割区域中，将从设置于锅炉2101的燃烧嘴2102、或者风口2103中投入的空气流量的到达量，和作为浓度测量器2154用设置在各个分割区域的一氧化碳浓度测量器测量的CO浓度测量值相乘，算出它们的总和。将该总和定义为第一影响值。

在上述操作信号生成单元2500中，以增加第一影响值中所占比例较大的燃烧嘴2102、或者风口2103的空气流量的方式，利用第一影响值并通过操作信号生成单元2500运算并生成对火力发电设备2100的指令信号、即操作信号2017。

在图19(a)，表示从A到E的风口2103中，风口B的第一影响值比风口A的第一影响值大的情形。此时，通过操作信号生成单元2500生成使从风口B投入的空气流量增加的操作信号2017。

利用上述方法通过操作信号生成单元2500计算并生成针对火力发电设备2100的指令信号、即操作信号2017(空气流量指令值)，由此可以增加用来供给空气到达一氧化碳浓度高的区域的设置在锅炉2101中的燃烧嘴2102、风口2103的空气流量。

由此，在本实施例的火力发电设备2100的锅炉2101中，通过供给空气到达一氧化碳浓度高的区域，可以使一氧化碳(CO)和所供给的空气中氧气(O₂)反应来氧化一氧化碳，因此，可以降低从锅炉2101出口中排出的排气中一氧化碳的浓度。

另外，如图19(b)所示，表示用图18说明的、设置对在锅炉出口的流路流动的燃烧气体中氧气(O₂)浓度进行测量的浓度测量器2154来测量氧气浓度的测量值的情形，在上述操作信号生成单元2500中，对于12份分割锅炉出口流路的各个区域，将从设置于锅炉2101的燃烧嘴2102、或者风口2103中投入的空气流量的到达量，和作为浓度测量器2154设置在各个分割区域的氧气浓度测量值相乘，算出它们的总和。将该总和定义为第二影响值。

此时，在上述操作信号生成单元2500中，以减少第二影响值中所占比例较大的燃烧嘴2102、或者风口2103的空气流量的方式，通过操作信号生成单元2500运算并生成对火力发电设备2100的指令信号、即操作信号2017。

对于在锅炉出口流动的燃烧气体，在12份分割了锅炉出口流路的各个分割区域中，产生氧气(O₂)浓度较高区域的情形下，在其他区域氧气有可能不足，此时在氧气不足的其他区域一氧化碳(CO)的浓度变高。

另外，产生氧气浓度较高区域的情形下，由于有可能投入过量的空气，所以通过降低所投入了的过量的空气，具有可以降低供给空气的风扇动力等的能耗优点。因此，氧气浓度高的区域尽可能少为佳。

因此在上述操作信号生成单元2500中，利用第二影响值通过操作信号生成单元2500运算并导出针对火力发电设备2100的指令信号、即操作信号2017，由此可以控制空气流量以在O₂浓度分布上不产生偏移，这样在本实施例的火力发电设备2100的锅炉2101中不仅可以抑止从锅炉2101中排出的燃烧气体中的一氧化碳的产生，还可获得降低风扇动力的节能效果。

图20是对本实施例的设置于图14的控制装置2200的运算装置、即学习单元2600中学习算法的运算顺序进行说明的流程图，是对图16所示的流程图中操作方法学习步骤3040的动作进行详细表示的图。

此外，图20以在上述学习算法中使用强化学习之时作为例子进行记载，但也可在本实施例的学习运算中使用遗传算法、退火法等各种最优化技术。

如图20的流程所示，由设置在控制装置2200中的学习单元2600运算的学习算法是将步骤3100、3110、3120、3130、3140、3150、3160、3170、3180、3190各个步骤组合起来进行动作的。

首先在任意设定模型输入的初始值的步骤3100中，对模型输入2009的初始值进行任意地设定。

接着在计算模型输出的步骤3110中，将在步骤3110中所设定的模型输入2009输入到设置于图14的控制装置2200的模型2700中，并利用该模型2700进行火力发电设备2100的模拟运算得到模型输出2010。

接着，在初始值判定步骤3120中，比较通过计算模型输出的步骤3110获得的模型输出2010和模型输出目标值，若模型输出2010达到模型输出目标值，即返回到计算模型输出的步骤3100，在模型输出2010未达到模型输出目标值的情形下进入决定模型输入变化幅度的步骤3130。

接下来，在决定模型输入变化幅度的步骤3130中，在设置于图14的控制装置2200的学习单元2600中，利用设置于图14的控制装置2200的学习信息数据库2260中所保存的学习信息数据2013的信息来决定模型输入改变幅度Δa。

接下来，在决定模型输入的步骤3140中，在上述学习单元2600中利用式(1)获得进行了学习的学习信息数据2012。

a(t+1)＝a(t)+Δa...(1)

其中a指操作。

接下来，在计算模型输出的步骤3150中，将在决定模型输入的步骤3140中得到的由学习单元2600生成了的模型输入2009，输入到设置于图14的控制装置2200的模型2700中，并对该模型2700进行火力发电设备2100的模拟计算，获得模型输出2010。

接下来，在计算评价值的步骤3160中，以在计算模型输出的步骤3150得到的由模型2700模拟计算的模型输出2010为基础，通过设置于图14的控制装置2200的评价值计算单元2800，利用式(2)计算评价值2011。

Q(s，a)＝E(∑γ^k r_t+k+1)...(2)

(此外，用∑计算和的范围是从k＝0开始到k＝∞)

其中，Q(s，a)是在状态s下选择操作a的价值，γ(0≤γ＜1)是减少率，γt是时刻t的报酬。虽然由通过时刻的总和来决定价值Q(s，a)，但在其中有意义。

状态s是指空气流量的条件，操作a是指例如空气流量的增加或者空气流量的减少。另外，价值Q(s，a)是指价值大时一氧化碳的浓度减少，价值小时一氧化碳的浓度增加。

实际上操作a，在这里利用控制装置2200的学习单元2600学习了的结果来操作火力发电设备2100的情形下的响应，多伴有延迟时间。

因此，并不是利用与操作a的操作刚过后相对的报酬来决定价值，而是由将来所得到的报酬的总和来决定价值更为实际。另外，利用减少率γ的导入，设定成操作a的操作刚过后得到的报酬增高，由此可以通过基于模型2700的模型输出2010计算评价值的控制装置2200的评价值计算单元2800来算出也考虑到了响应性的评价值2011。

另外，作为在评价值计算单元2800设定的报酬γ_t设定方法，有仅在模型输出2010达到其目标值时给予报酬的方法，和随着模型输出2010和目标值越接近，报酬值增大的方法。

而且，也可以应用图18所示的手法来计算评价值2011。

利用模型2700来模拟计算火力发电设备2100的模型输出2010，包括锅炉出口流路的排气中的CO浓度分布、O₂浓度分布。通过将该CO浓度分布、O₂浓度分布，和从设置在锅炉的各个风口中供给的空气到达的锅炉出口流路中的区域相乘，可以计算出图18所示的影响值。

对于评价值计算单元2800，与用操作信号生成单元2500算出之时相同，以第一影响值越大评价值越大的方式来设定。另外，也可以以第二影响值越大评价值越小的方式来设定。

接下来，在更新学习参数的步骤3170中，以事件(episode)结束判定步骤3180计算出的评价值为基础，通过设置在图14的控制装置2200的上述学习单元2600并利用式(3)进行运算，更新事件参数，并将该更新结果保存在控制装置2200的学习信息数据库2260中。

Q(s_t，a_t)←Q(s_t，a_t)+α(r_t+γmax Q(s_t+1，a_t+1)-Q(s_t，a_t))...(3)

其中α(0≤α＜1)是学习率。

在事件结束判定步骤3180中，当模型输出2010达到模型输出目标值时进入学习结束判定的步骤3190，当模型输出2010未达到模型输出目标值时返回决定模型输入变化幅度的步骤3130，其中模型输出2010是在计算模型输出的步骤3150通过计算出的模型2700进行模拟运算得出的。此外，通过学习单元2600判断事件结束判定。

以上，在利用图20的流程说明了的控制装置2200的学习单元2600的学习算法中，可以对如下操作方法进行学习，即，使由上述学习单元2600学习并向模型2700输入的模型输入2009中，含有锅炉出口的流路的燃烧气体中的CO浓度、O₂浓度，再通过该学习单元2600进行学习，由此来对降低从锅炉中排出的燃烧气体中的CO浓度的操作方法进行学习。

这里，在学习单元2600中，当设定为第一影响值越大，评价值越大时，在学习单元2600，可以学习增加用来供给到达CO浓度低的区域的空气的锅炉2101的燃烧嘴2102、风口2103的空气流量的操作方法。

另外，同样地在学习单元2600中，当设定为第二影响值越大，评价值越小时，在学习单元2600，可以学习在O₂浓度分布上不产生偏移的锅炉2101的燃烧嘴2102、风口2103的空气流量的操作方法。

接着，利用图21和图22，对图14的本发明的一实施例、即在用来显示来自构成火力发电设备2100的控制装置的维护工具2910的数据收发处理部2930的输出信号的图像显示装置2950上所显示的画面的实例进行说明。

图21与图18所示的相同，在图像显示装置2950上显示12份分割锅炉2101的锅炉出口的流路的各个分割区域的燃烧气体中作为气体浓度的CO浓度和O₂浓度，与在12份分割了该锅炉出口的流路的各个分割区域上从锅炉2101的风口2103投入的空气所到达的到达区域。

此外，图21虽然表示从风口2103中投入了的空气在锅炉出口的到达区域，但也可表示从锅炉2101的燃烧嘴2102中投入了的空气在锅炉出口的到达区域，或者任意地组合表示从燃烧嘴2102和风口2103中投入了的空气在锅炉出口的到达区域。

另外图22与图21所示的相同，在图像显示装置2950上分别表示：12份分割锅炉2101的锅炉出口的流路后的各个分割区域的燃烧气体中作为气体浓度的CO浓度和O₂浓度、在12份分割了该锅炉出口的流路的各个分割区域上从锅炉2101的风口2103投入的空气所到达的到达区域、将上述气体浓度的CO浓度分布和到达区域相乘的图、以及图19说明所表示的影响值。

然而，还有通过手动来实施对从锅炉2101的燃烧嘴2102、风口2103中投入的空气流量的调整。此时，可以通过在图像显示装置2950上显示图21和图22的画面，来支持从锅炉2101的燃烧嘴2102、风口2103中投入的各自空气流量的调整作业，由此得到缩短从锅炉2101的燃烧嘴2102、风口2103中投入的空气流量的调整作业所需的时间。

根据上述的本发明的实施例，在用煤作为燃料的锅炉出口的排气中氧气浓度分布上有偏移时，可以实现供给必要的空气流量到氧气浓度较少的区域来有效地降低锅炉的排气中一氧化碳浓度的火力发电设备的控制装置和火力发电设备的控制方法。

另外，由于从锅炉投入的空气流量可以降低到锅炉中燃料燃烧所必要的流量，所以可以降低供给空气的风扇动力来对在火力发电设备内所消耗的电力节能。

(实施例3)

图23是表示本发明的其他实施例的火力发电设备的控制装置的整体构成的控制框图。

图23所示的本发明的其他实施例的火力发电设备的控制装置，与先前在图14所示的本发明的实施例的火力发电设备的控制装置，在基本的装置构成和控制方法上相同，因此省略对于两者共通的装置的构成及控制方法的说明，以下对不同部分进行说明。

在图23中，在设置于具备了锅炉的火力发电设备2100的控制装置的控制装置2200中，作为设置在图14的实施例的控制火力发电设备2100的控制装置2200中的运算装置，追加了分布推定单元2350和分布信息数据库2270。

在分布推定单元2350中，基于保存在测量值信号数据库2210中的测量信号数据2004，以及保存在数值解析结果数据库2230中的数值解析数据2007进行推定运算，生成含有锅炉出口流路的排气中的氧气(O₂)浓度分布、一氧化碳(CO)浓度分布的分布信息2019。

接着，在该分布推定单元2350推定运算了的上述含有O₂浓度分布、CO浓度分布的分布信息2019，保存在分布信息数据库2270中。

在图14所示的先前的实施例的控制装置2200中，将在图18(b)所示的浓度测量器测量了的O₂浓度、CO浓度的测量值，作为配置有该浓度测量器的锅炉出口流路的分割区域的代表值。

另外，如图19所示，在设置于控制装置2200的操作信号生成单元2500中，采用代表值将锅炉出口流路的分割区域内的排气中浓度设为一定，来计算影响值。

然而，实际上由于锅炉出口流路的分割区域内的排气中的浓度并非一定，而形成有浓度分布，所以控制装置2200的分布推定单元2350是带有推定锅炉出口流路的排气中的O₂浓度的分布状况、CO浓度的分布状况的功能，进而生成含有推定运算了的上述O₂浓度分布、CO浓度分布的分布信息2019的装置。

而且在图23所示的设置于本实施例的火力发电设备2100的控制装置2200中的操作信号生成单元2500，不仅通过和图14的先前的实施例所记载的控制装置2200的操作信号生成单元2500相同的构成及方法生成对火力发电设备2100的操作信号2017，还利用保存在分布信息数据库2270中的分布信息数据2020生成对作为控制对象的火力发电设备2100的操作信号2017来形成。

也就是，对图17所示的构成操作信号生成单元2500的第一校正信号生成部2520、以及第二校正信号生成部2530的输入信号，追加上述分布信息数据2020来构成。

图24，是对图23所示的其他实施例的构成火力发电设备控制装置2200的运算装置的分布推定单元2350的功能进行说明的图。其中，以如下情形为例进行说明，该情形是利用保存在测量信号数据库2210中的测量信号数据2004，推定锅炉2101的锅炉出口流路的O₂浓度分布。

如图24(a)所示，通过设置在12份分割了锅炉2101的锅炉出口流路的分割区域的、对排气中的O₂浓度进行测量的O₂浓度测量器2154，来测量在锅炉出口的各个分割区域流下的排气中的O₂浓度。

在图24(a)中，对于通过配置在12份分割了锅炉出口流路的分割区域中、左上的四个区域的O₂浓度测量器2154a、2154b、2154c、2154d分别进行测量了的排气中的O₂浓度测量值，在图24(b)中表示为排气中O₂浓度测量值的平均值、分散值、最大值及最小值。

如图24(b)采用趋势表所示，通过O₂浓度测量器2154测量到的排气中O₂浓度值随时间的经过而变化。

在图14的先前实施例的表示机器的功能的图18、图19中，例如将锅炉出口的排气的浓度测量值的平均值，作为对锅炉出口流路进行多个分割了的区域的代表值等，将平滑处理了测量值的结果作为分割了的区域的代表值。

与此相对，在本实施例的控制装置2200中的分布推定单元2350，如图24(b)所示，利用锅炉出口流路的排气的浓度测量值的平均值、分散值、最大值及最小值，推定排气的浓度、例如O₂浓度的浓度分布来构成。

首先，在12份分割了锅炉出口流路的分割区域中，通过配置在左上的四个区域的O₂浓度测量器2154a、2154b、2154c、2154d分别进行测量了的排气中的O₂浓度测量值a、b、c、d，其中测量值a、b与测量值c、d相比，得出测量值a、b值的平均值比测量值c、d值的平均值低。

基于这些测量信号数据2004，在分布推定单元2350判断出在12份分割锅炉出口流路的分割区域中，O₂浓度低的区域位于设置有检测出测量值a、b的O₂浓度测量器2154a和2154b的区域内。

接着，在分布推定单元2350利用测量值a和测量值b的分散值，判断设置有O₂浓度测量器2154a和2154b的区域中哪个部分O₂浓度更低。

测量值a和测量值b的分散值，在比预定了的阈值小时，判断例如配置有O₂浓度测量器2154a和2154b的区域的O₂浓度低，在测量值a和测量值b的分散值比阈值大时，判断例如配置有O₂浓度测量器2154a和2154b的区域的边界的O₂浓度低。

这是利用了如下依据的判断方法，即，即便想要固定地控制从锅炉2101的燃烧嘴2102、以及风口2103中供给出来的空气流量，但由于实际上空气流量在某范围内变动，所以12份分割锅炉出口流路后的分割区域的排气中的判断例如O₂浓度的浓度分布，也会在某范围内发生变动。

此外，在分布推定单元2350中，当设置于12份分割锅炉出口流路的分割区域的特定O₂浓度测量器所测量的O₂浓度的分散值比阈值小时，判断配置有该O₂浓度测量器的分割区域的位置，通常和O₂浓度低的区域重合，故而判断配置有该O₂浓度测量器的部分的区域的O₂浓度低。

另一方面，当确定的O₂浓度测量器所测量的O₂浓度的分散值比阈值大时，是指配置有该O₂浓度测量器的分割区域的位置的O₂浓度高或者低。

因此，判断并非配置有该O₂浓度测量器的分割区域的位置，而是在距其稍微偏离的位置的区域上存在O₂浓度低的位置。

另外，在本实施例的分布推定单元2350中，利用保存在数值解析结果数据库2230中的数值解析数据2007，还可以推定锅炉出口流路的排气中CO浓度、以及O₂浓度分布。

在设置于本实施例的控制装置2200中的操作信号生成单元2500中，利用在上述分布推定单元2350推定了的锅炉出口流路的排气中的CO浓度、以及O₂浓度的浓度分布信息，计算操作信号2017。

也就是，将图19所示的先前的实施例的控制装置2200中的CO浓度测量值、以及O₂浓度测量值，分别置换成CO浓度分布推定值、以及O₂浓度分布推定值，来计算影响值。

另外，即便在本实施例的设置于控制装置2200的学习单元2600的学习算法的运算顺序中，在表示学习算法的运算顺序的流程图20的计算评价值的步骤3160中，通过控制装置2200的评价值计算单元2800计算平均值时，也可以利用上述的影响值。

此时，与仅利用CO浓度测量值、以及O₂浓度测量值的测量值信息的先前的实施例的情形相比，利用CO浓度分布推定值、以及O₂浓度分布推定值的本实施例的情形可获得与实际接近的排气中的CO浓度分布推定值、以及O₂浓度分布推定值，因此可以实现排气中更多CO浓度的降低效果。

这是由于，在控制装置2200内所掌握的锅炉出口流路的排气中的浓度分布，与利用12份分割锅炉出口流路的分割区域的代表值的情形相比，利用通过分布推定单元2350推定了的排气中的浓度分布的情形更接近实际，因此为了降低CO浓度，可以生成更能适宜调节从锅炉2101的燃烧嘴2102、以及风口2103中供给来的空气流量的空气流量的指令信号。

图25是图23所示的本发明的其他实施例的火力发电设备的控制装置的动作流程图。

图25的流程，是对图16所示的流程，在模型建立的步骤3020和供给位置推定的步骤3030b之间追加了分布推定的步骤3060，其他的步骤与图16的流程相同。

在该分布推定的步骤3060中，通过如上所述在设置于图23的控制装置的分布推定单元2350进行运算，来推定锅炉出口流路的排气中的气体浓度分布(O₂浓度分布、以及CO浓度分布)。

若利用上述的图23所示的本发明的其他实施例的火力发电设备的控制装置，可以在图像显示装置2950上显示保存在分布信息数据库2270中的信息。这样，在利用了图14所示的先前实施例的火力发电设备的控制装置时，如图21、22所示，在图像显示装置2950上每个区域区划显示锅炉出口的排气中的气体浓度，但是若利用本实施例的火力发电设备的控制装置，则可以在更接近实际的浓度分布状态下显示锅炉出口气体浓度。

根据上述的本发明的实施例，在使用煤作为燃料的锅炉出口的排气中的O₂浓度分布有偏移的情形下，可以实现供给必要的空气流量到O₂浓度较少的区域，从而有效降低锅炉的排气中的CO的火力发电设备的控制装置及火力发电设备的控制方法。

另外，由于投入到锅炉中的空气流量可以降低到锅炉中燃料燃烧所必需的流量，所以可以削减供给空气的风扇动力，降低在火力发电设备内所消耗的电力。

本发明可以适用在用来降低从具备了使用煤作为燃料的锅炉的火力发电设备中排出的一氧化碳浓度的火力发电设备的控制装置及火力发电设备的控制方法。