JPH01180219A - 湿式排煙脱硫装置の吸収液スラリ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は湿式排煙脱硫装置の制御装置に係り、特に吸収
剤使用量を低減するに好適な吸収液スラリの制御装置に
関するものである。

〔従来の技術〕

近年、発電需要が増大するにつれて、化石燃料を主燃料
とするボイラも大型化し、発電用ボイラが大気汚染に与
える影響度も増加しつつある。

この大気汚染を拡大する公害物質のうち、多大な比率を
しめるＳＯＸの排出規制は年々きびしくなる傾向にある
。この状勢下で第二次石油ショック以来、石油を主燃料
としてきた我が国の発電業界は、より安価で、かつ十分
な供給源をもつ石炭燃料へと燃料転換しつつある。

ところが、ボイラが大型化する一方、発電コス７トを低
下する目的で発電需要に応じて頻繁な負荷変動を行なう
ために一日単位でボイラの起動、停止運転（以下単にＤ
ＳＳ運転という）が繰り返されている。

それは最近の電力需要の特徴として、原子力発電の伸び
゛と共に、電力負荷の最大、最小差も増大し、火力発電
用ボイラをベースロード用から負荷調整用へと移行する
傾向にあり、この火力発電用ボイラを負荷に応じて圧力
を変化させて変圧運転を行なう、いわゆる全負荷では超
臨界圧域、部分負荷では亜臨界圧域で運転する変圧運転
ボイラとすることによって、部分負荷での発電効率を数
％向上させることができるからである。

ところが、このように−日単位で頻繁にＤＳＳ運転を行
なうために、この負荷変動によって排ガス量が変動し、
石炭の炭種によっても可溶性酸性ガス量やフライアッシ
ュ量が異なるために、例えば、％　ｒ　％＋　３／４負
荷などの部分負荷時には目標ＳＯＸ値以下にすることが
できない。

例えば火力発電所等に設置される湿式排煙脱硫装置は、
炭酸カルシウム（Ｃａ　Ｃ０３）、水酸化カルシウム（
Ｃａ　（ＯＨｚ））または酸化カルシウム（Ｃａｂ）な
どを吸収液としたスラリからなる吸収液スラリを用い、
ボイラ等の排ガス中の硫黄酸化物（ＳＯＸ）を吸収し、
得られた亜硫酸カルシウムを酸化して、硫酸カルシウム
、すなわち石こうとして回収する方法が最も一般的であ
る。

この石灰石または石灰を用いる従来の湿式排煙脱硫装置
の概略系統図を第３図に示す。

第４図は湿式排煙脱硫装置における吸収液スラリの制御
系統図である。

第３図において、図示していないボイラ等からの排ガス
は煙道１より冷却塔２に導入され、冷却塔２において冷
却塔循環ポンプ３により供給される吸収液スラリとの気
液接触により、排ガス中に含有されるダストが除去され
るとともに、ＳＯＸの一部が吸収されて除去される。な
お、吸収塔７に送られるガス中のミストを除去するため
に、ミストエリミネータ６が設置される場合もある。

吸収塔７では吸収塔循環ポンプ１０から供給された吸収
液スラリと排ガスとの気液接触により排ガス中のＳＯＸ
が吸収、除去された後、デミスタ８で同伴ミストが除去
され、煙道９より処理ガスとして排出される。

吸収塔７の吸収塔循環タンク１１には排ガス中のＳ　Ｏ
Ｘを吸収するに必要な吸収液スラリ１４が吸収液スラリ
タンク１３、ポンプ１５、吸収液スラリ流量調整弁１６
を経て吸収液スラリ供給配管２２から供給される一方、
吸収塔循環タンク１１から冷却塔循環タンク５には吸収
塔循環タンク１１内の吸収液スラリの一部が連絡管１２
より供給される。

この冷却塔循環タンク５内のＳＯＸを吸収し生成した亜
硫酸・カルシウムを含有する吸収液スラリの一部は冷却
塔ブリードポンプ４により抜き出され、図示していない
酸化塔において石こうとなって回収される。

なお、図中１７は排ガス流量検出器、１８は入口ＳＯＸ
濃度検出器、１９は吸収液スラリ流量検出器、２０は吸
収塔スラリＰＨ検出器、２１は冷却塔スラリＰＨ検出器
である。

この湿式排煙脱硫装置における従来の吸収液スラリの制
御系統図を第４図に示す。

第４図において、１６は吸収液スラリ流量調整弁、１７
は排ガス流量検出器、１８は入口ＳＯＸ濃度検出器、１
９は吸収液スラリ流量検出器、２０は吸収塔スラリＰＨ
検出器、２１は冷却塔スラリＰＨ検出器、２２は吸収液
スラリ供給配管で第３図のものと同一のものを示す。

２３は排ガス流量検出信号、２４は入口ＳＯ□濃度検出
信号、２５は掛算器、２６は総５Ｏｆｆｉ量信号、２７
は関数発生器、２８はＰＨ設定信号、２９はスラリＰＨ
検出信号、３０は減算器、３１はＰＨ偏差信号、３２は
関数発生器、３３はＰＨ偏差に対する吸収液スラリ過剰
率補正信号、３４は関数発生器、３５は総ＳＯ８量信号
２６に対する吸収液スラリ過剰率先行信号、３６は加算
器、３７は吸収液スラリ過剰率信号、３８は掛算器、３
９は吸収液スラリ流量設定信号、４０は吸収液スラリ流
量検出信号、４１は減算器、４２は吸収液スラリ流量偏
差信号、４３は調節計、４４は吸収液スラリ流量側ｍ（
８号である。

このような構造において湿式排煙脱硫装置の冷却塔２に
流入する排ガス量を排ガス流量検出器１７と５ｏｚｔ１
度を入口ＳＯ！濃度検出器１８でそれぞれ検出し、排ガ
ス流量検出信号２３と入口ＳＯ２濃度検出信号２４を掛
算器２５に入力して総ＳＯ！量信号２６を算出する。

関数発生器２７では総ＳＯｔ量信号２６に対するＰＨ設
定信号２８を与え、実際の吸収塔スラリＰＨ検出器２０
のスラリＰＨ検出信号２９との偏差を減算器３０で求め
、このＰＨ偏差信号３１に対応した吸収液スラリ過剰率
補正信号３３を関数発生器３２によって求める。

一方、関数発生器３４では総ＳＯ□量信号２６に対応さ
せて、吸収液スラリ過剰率先行信号３５を与え、前記の
吸収液スラリ補正信号３３をこれに加算器３６で加える
。加算器３６の出力信号は吸収液スラリ過剰率信号３７
であるので、掛算器３８において総ＳＯ□量信号２６に
掛は合わせて、吸収液スラリ流量設定信号３９を求める
。この吸収液スラリ流量設定信号３９と実際の吸収液ス
ラリ流量検出器１９からの吸収液スラリ流量検出信号４
０との間の偏差を減算器４１によって吸収液スラリ流量
偏差信号４２として算出し、調節計４３を介して、吸収
液スラリ流量調整弁１６の開度を吸収液スラリ流量制御
信号４４によって開、閉することにより吸収液スラリ供
給配管２２のスラリ流量を調整する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが従来技術の吸収液スラリ制御装置における入口
ＳＯｔ濃度検出器には最大３分程度、吸収塔スラリＰＨ
検出器には最大３０秒程度の検出遅れがあり、特にＤＳ
Ｓ運転による急速な負荷変動時には適切な比率で吸収液
スラリ量を供給することができない欠点があった。

本発明は従来の欠点を解消しようとするもので、その目
的とするところは、ＤＳＳ運転時であっても常に適切な
比率で吸収液スラリ量を供給することができ、しかも安
定した脱硫性能を確保することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は前述の目的を達成するために、入口ＳＯ２濃度
検出器と吸収塔スラリＰＨ検出器の近傍に入口ＳＯ，濃
度検出信号と吸収塔スラリＰＨ検出信号の遅れを補償す
る遅れ補償回路を設けることにより解決される。

〔作用〕

急激な負荷変動時であっても常に適切な比率で吸収液ス
ラリを供給することができるので、負荷変動に追従して
脱硫性能が得られる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本発明の実施例に係る吸収液スラリの制御系統
図、第２図は縦軸に負荷、ＳＯ□濃度、横軸に時間を示
した特性曲線図である。

第１図において、符号１７から４４までは第４図のもの
と同一のものを示す。

４５は入口ＳＯＷ濃度検出信号２４の遅れ補償回路、４
６は吸収塔スラリＰＨ検出信号２９の遅れ補償回路、４
７．４８は入口ＳＯｚｔＭ度補正信号、吸収塔スラリＰ
Ｈ補正信号である。

このような構造において、第１図に示すスラリ供給量の
制御系統図を説明する以前に遅れ補償回路４５．４６に
ついて説明する。

第１図において、４５．４６は遅れ補償回路であり、具
体的には次式のような補正を行なう。

１＋Ｔ・ｓ　　　　　　　−−−−−一・・・−−−−
−−（１）１＋Ｔ＋ｓ ここに、Ｘ：遅れ補償回路４５．４６への入力信号、ｙ
：遅れ補償回路４５．４６の出力信号、Ｔ、：遅れ時定
数、Ｔｔ　：すすみ時定数、Ｓニラプラス演算子を示す
。

なお、（１）式のＴｔは入口Ｓｏｔ濃度検出器１８、吸
収塔スラリＰＨ検出器２０の遅れ時定数と同じ値に選ぶ
、すなわち、入口Ｓ０２濃度検出器１８では、Ｔｔは１
８０秒程度量あり、吸収塔スラリＰＨ検出器２０ではＴ
ｔは３０秒程度である。

Ｔ、は数秒のオーダーに選べば、入口Ｓ０２濃度検出器
１８及び吸収塔スラリＰＨ検出器２ｏの検出遅れは完全
に補償できる。

このような構造において、掛算器２５では、排ガス流量
検出器１７の排ガス流量検出信号２３と入口ＳＯ＊’１
Ｍ度検出器１８からの入口ｓ０２：ａ度検出信号２４を
遅れ補償回路４５で補正した入口ＳＯ，濃度補正信号４
７とを掛は合わせて総Ｓｏｌ量信号２６を演算する。こ
の総Ｓｏｌ量信号２６に対して、関数発生器２７でＰＨ
設定信号２８を与え、吸収塔スラリＰＨ検出器２ｏの吸
収塔スラＩＪ　Ｐ　Ｈ検出信号２９を遅れ補償回路４６
で補正した吸収塔スラリＰＨ補正信号４８との偏差を減
算器３０で求め、このＰＨ偏差信号３１を関数発生器３
２で吸収塔スラリ過剰率補正信号３３に補正して加算器
３６に入力する。関数発生器３４では、−総ＳＯ！量信
号２６に対して吸収液スラリ過剰率先行信号３５を与え
、この吸収液スラリ過剰率先行信号３５を加算器３６に
入力する。

したがって、加算器３６の出力は吸収液スラリ過剰率信
号３７となり、この吸収液スラリ過剰率信号３７に総Ｓ
Ｏ，量信号２６を掛算器３８で掛けて、吸収液スラリ流
量設定信号３９とし、この吸収液スラリ流量設定信号３
９と吸収液スラリ流量検出器１９の吸収液スラリ流量検
出信号４０との偏差を減算器４１で求め、この減算器４
１からの吸収液スラリ流量偏差信号４２を調節計４３で
吸収液スラリ流量制御信号４４に信号処理し、吸収液ス
ラリ流量調整弁１６を開、閉することにより、吸収液ス
ラリ供給配管２２のスラリ供給量を制御する。このよう
に本発明の実施例における制御方式は、本質的には吸収
液過剰率の先行値とＰＨ修正を組み合わせたものであり
、過剰率及びＰＨの設定値の与え方によって、吸収液中
の吸収液濃度が任意の値に調整できる。

本発明はこのような構成なので、入口５ｏｉｌに対して
常に適切な比率で吸収液を供給することができ、安定し
た脱硫性能を確保することができる。

吸収液過剰率一定制御方式を例にとり、実施例の制御方
式の効果を説明する。第２図に示すように、負荷曲線Ａ
が点Ｂから点Ｃに上昇した場合、実際の入口ＳＯ２濃度
曲線りは負荷曲線Ａに対応して点Ｅから点Ｆに増加する
。しかしながら、第４図に示す入口ｓｏｚｒＭ度検出器
１８には〜３分′程度の検出遅れがあるので、入口５ｏ
ｘｙ１度検出器１８の指示値は第２図の破線で示す濃度
曲線Ｇのように、真の値（入口ＳＯ□濃度補正信号４７
）よりも低い値を示す、このため、入口ＳＯ□濃度検出
器１８の入口ＳＯ□濃度検出信号２４に基づいて吸収液
スラリを制御すると、入口８０２世に対して、吸収液ス
ラリの供給量が不足することになる。

したがって、第１図に示すように、入口ＳＯ２濃度検出
器１８の入口ＳＯｔ濃度検出器２４を用いて、入口Ｓ０
２濃度の真の値、すなわち遅れ補償回路４５によって入
口Ｓ　Ｏｚ濃度補正信号４７を求めることが必要となる
。これには、例えば、前述した（１）式に示した「すす
み−おくれ要素」による遅れ補償回路４５．４６が有効
であり、遅れ補償回路４５．４６で第２図の斜線で示す
検出おくれは解消される。

なお、検出おくれのオーダーは〜３分程度であるので、
負荷変化率を仮に５％／分とすると、５０％から１００
％負荷までは１０分を要するので、この検出おくれは無
視できないオーダーである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、入口ＳＯ□濃度検出器や吸収液スラリ
検出器の検出おくれを補正することができるので、ＳＯ
８量、ＰＨに対して、常に適切な吸収液スラリを供給で
き、負荷変動時でも安定した脱硫性能を確保できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る吸収液スラリの制−系統
図、第２図は縦軸に負荷、５Ｃｈｆｆｆ１度を示し、横
軸に時間を示した特性曲線図、第３図は湿式排煙脱硫装
置の概略系統図、第４図は従来の吸収液スラリの制御系
統図である。 １６・−−−−−−一吸収液スラリ流量調整弁、１７−
−−−−・・排ガス流量検出器、１　Ｂ−−−−−−一
人口Ｓ（ｈ濃度検出器、１９−・−・吸収液スラリ流量
検出器、２０・・−・−・吸収塔スラリＦ’Ｈ検出器、
２３−・・−排ガス流量検出信号、２４−・−人口ＳＯ
□濃度検出信号、２９−−−−−−−吸収塔スラリＰＨ
検出信号、３９−・−吸収液スラリ流量設定信号、４　
Ｑ−−−−−−一吸収液スラリ流量検出信号、４２・−
・・−吸収液スラリ流量偏差信号、４５゜４６−・−−
−−一遅れ補償回路。 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 排ガス流量検出器と、入口ＳＯ＿２濃度検出器と、吸収
   塔スラリＰＨ検出器からの検出信号によつて吸収液スラ
   リ流量設定信号を演算し、この吸収液スラリ流量設定信
   号と吸収液スラリ流量検出器からの吸収液スラリ流量検
   出信号との吸収液スラリ流量偏差信号によつて吸収液ス
   ラリ流量調整弁を開、閉するものにおいて、前記入口Ｓ
   Ｏ＿２濃度検出器と吸収塔スラリＰＨ検出器の近傍に入
   口ＳＯ＿２濃度検出信号と吸収塔スラリＰＨ検出信号の
   遅れを補償する遅れ補償回路を設けたことを特徴とする
   湿式排煙脱硫装置の吸収液スラリ制御装置。