JPH08117553A - 脱硝装置のアンモニア注入量制御方法および装置 - Google Patents
脱硝装置のアンモニア注入量制御方法および装置Info
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Abstract
かも時間平均のNOx排出量を規定値以下に保つ、脱硝
装置のNH3 注入量制御方法を提供する。 【構成】 処理すべき排ガス流量22と、脱硝装置入口
NOx濃度1aと、出口NOx濃度3aおよび出口NO
x濃度設定値6aとに基いてNH3 注入量信号14を算
出し、出口NOx濃度の所定時間にわたる移動平均演算
値5aと出口NOx濃度設定値6aとの偏差に基いてN
H3 注入量補正信号23aを求め、NH3注入量信号1
4と同補正信号23aとによりNH3 注入量設定信号1
4aを求め、これと実測NH3 注入量信号4aとにより
NH3 流量調整弁を制御する。
Description
注入量制御方法および装置に係り、特に、排ガス中の窒
素酸化物(NOx ) を除去する乾式脱硝装置へアンモニ
ア(NH3)を注入するアンモニアの注入量制御方法およ
び装置に関するものである。
つ迫から、石油依存度の是正を計るために、従来の重油
専焼から石炭専焼、LNG(液化天然ガス)専焼へと燃
料を変換しつつあり、特に事業用ボイラにおいては石炭
専焼、LNG専焼の大容量火力発電所が建設されてい
る。
に比べて燃料性が悪いので排ガス中に含まれるNOx お
よび未燃分が発生しやすく、特にNOx の低減対策のた
めに火炎の分割、排ガスの再循環、二段燃焼および炉内
脱硝などを採用して緩慢な燃焼を行なわせてNOx を低
減することも行なわれている。そしてこの石炭専焼火
力、LNG専焼火力においては、ボイラ負荷が常に全負
荷で運転されるものは少なく、負荷を75%負荷、50
%負荷、25%負荷へと上げ、下げして運転したり、運
転を停止するなど、いわゆる高頻度起動停止( Daily S
tart Stop 以下単にDSSという)運転を行なって中間
負荷を担う火力発電プラントへ移行しつつある。
電ボイラの他に、起動特性のよいガスタービンと排熱回
収ボイラを組合わせた、いわゆるコンバインドプラント
も用いられ、DSS運転を行なって電力需要の多い中間
のみ運転し、夜間は運転を停止するものが建設されよう
としている。ところが、この石炭専焼、LNG専焼の中
間負荷用ボイラ、ガスタービンにおいてもNOx 排出濃
度の規制強化に伴ない、従来の燃焼改善に加えて、NH
3 を還元剤として触媒の存在下で脱硝を行なう乾式接触
還元脱硝装置を設置するプラントが増加している。
焼性が悪いのでNOx 量が増加し、LNG専焼ボイラ、
ガスタービンプラントにおいては酸素量が多く高温燃焼
を行なうために、石炭専焼ボイラと同様に、排ガス中に
は多量のNOx を含有しているので、図3に示すような
脱硝装置が設置される。図3は、脱硝装置が設置された
ボイラの代表的な煙風道系統を示す。
機32にて昇圧され、空気予熱器33にて排ガスダクト
34の排ガスによって加熱された後ウインドボックス3
5よりボイラ36へ供給される。一方ボイラ36内で燃
焼した排ガスは、排ガスダクト34でNH3 注入管37
からのNH3 によって脱硝されると共に、下流に配置し
た脱硝装置38内の触媒39において脱硝を促進し、排
ガス中のNOx は除去されて空気予熱器33、集塵機4
0、誘引通風機41で昇圧され大気へ放出される。
は、触媒39の種類によっても多少反応温度範囲は異な
るが、最も脱硝効率の高い温度範囲は300〜400℃
の比較的高温であり、温度範囲はいたって狭い。従っ
て、中間負荷火力用のボイラやコンバインドサイクルの
ように常にDSS運転されるものにおいては、負荷変動
によって排ガス温度が常に変動し、触媒39の使用可能
領域をはずれてしまう欠点がある。
ぎると、触媒39の組織が変化して触媒39としての機
能がそこなわれ、また使用ガス温度が低すぎると排ガス
中に存在する無水硫酸(SO3)と反応してやはり触媒3
9の機能が劣化する。一方、常にDSS運転される火力
発電用ボイラ、コンバインドサイクルにおいては、排ガ
ス量およびNOx 濃度が変動し、これによって脱硝性能
の追従性が悪くなる欠点がある。
反応機構に起因する排ガス量およびNOx 濃度が起動
時、負荷変化時のように変動する場合には、負荷変動に
合わせてNH3 注入量を変化させても脱硝性能が負荷変
動に追従できないからである。これらの問題を回避する
ために提案された、従来のNH3 の注入量制御装置の代
表的な例を図2に示す。
検出された入口NOx 信号1aと、排ガス流量信号22
を演算器11で演算し総NOx 量信号12を算出する。
一方入口NOx 信号1aと出口NOx 設定器6で設定さ
れた設定NOx 信号6aより必要モル比設定器8で必要
モル比(NOx 量とNH3 量の比率)信号8aを算出
し、これに出口NOx 濃度検出器3で検出された実測出
口NOx 信号3aと設定NOx 信号6aとの偏差による
補正を加算器7aで行ない、この補正された必要モル比
信号8bと先に述べた総NOx 量信号12とを演算器1
3で演算し必要NH3 流量信号14を算出する。
流量検出器4で検出された実測NH 3 流量信号4aを比
較器9bで比較してその偏差信号15を算出し、これを
比例積分器16で弁開度信号17に変換して電空変換器
18により制御信号19に変換し、NH3 配管20のN
H3 流量調節弁2を開、閉する。
間、瞬間における脱硝装置出口の窒素酸化物の濃度を規
定値以下に保つ機能は有しているが、ある一定時間平均
値での窒素酸化物濃度を一定値以下に抑制する機能を有
していなかった。そのため、負荷変動等により、一時的
に窒素酸化物の排出濃度が規定値を超えた場合、そのま
ま、時間平均値も規制値を超えてしまう問題があった。
定値以下に保ちつつ、しかも時間平均のNOx 排出量を
規制値以下に保つ機能をもつ脱硝装置のアンモニア注入
量制御方法および装置を提供することにある。
本願で特許請求する発明は以下のとおりである。 (1)脱硝装置の入口NOx 濃度と出口NOx 濃度およ
び同濃度設定値とにより必要アンモニアモル比信号を求
め、この信号と排ガスの総NOx 量とに基づいてアンモ
ニア注入量設定信号を求め、該設定信号とアンモニア注
入量測定値との偏差に基づいて脱硝装置へのアンモニア
注入量を制御する方法において、出口NO x 濃度の所定
時間にわたる移動平均演算値と前記出口NOx 濃度設定
値との偏差に基づいて、前記アンモニア注入量設定信号
を補正することを特徴とする脱硝装置のアンモニア注入
量制御方法。 (2)脱硝装置で処理すべき排ガスの総NOx 量に応じ
てアンモニア注入量を制御する脱硝装置のアンモニア注
入量制御装置において、処理すべき排ガス流量と入口N
Ox 濃度と出口NOx 濃度および濃度設定値とに基づい
てアンモニア注入量信号を算出する手段と、出口NOx
濃度の所定時間にわたる移動平均演算値を算出する移動
平均演算器と、該演算値と出口NOx 濃度設定値との偏
差値に基づいてアンモニア注入量補正信号を算出する補
正手段と、前記アンモニア注入量信号とアンモニア注入
量補正信号とによりアンモニア注入量設定値を算出する
手段と、このアンモニア注入量設定値とアンモニア注入
量測定値とによりアンモニア流量調節弁を制御する手段
とを設けたことを特徴とする脱硝装置へのアンモニア注
入量制御装置。
度の移動平均演算を行ない、その結果、時間平均の排出
量が規制値を超える場合には、過剰にアンモニアを注入
し、窒素酸化物濃度を低く抑えるようになるので、時間
平均の規制値を超過することがない。
回路の実施例を示す。図1において、図2と同一符号は
図2と同一のものを示す。ボイラまたはガスタービンの
燃焼排ガスは、脱硝装置38の直前でアンモニア注入管
37によりアンモニアを注入され、脱硝装置により、排
ガス中の窒素酸化物を低減されて、煙突より排出され
る。このような、脱硝装置において、脱硝装置の入口N
Ox 濃度検出器1による入口NOx 信号1aと脱硝装置
の出口NOx 設定器6で設定された設定NOx信号6a
に基づきモル比設定器8により、必要モル比8aの演算
を行なう。これと脱硝装置出口NOx 濃度検出器3によ
る実測出口NOx 信号3aとの間に偏差がある場合は加
算器7aによりモル比の修正を行なう。
排ガス量信号22と、脱硝装置入口NOx 濃度検出器1
による入口NOx 信号1aとの乗算で計算される総NO
x 量信号12に掛けることにより、必要とするアンモニ
ア注入量信号14を求める。さらに、本発明において
は、移動平均演算器5により、脱硝装置出口NOx 濃度
検出器3による実測出口NOx 信号3aの移動平均の演
算を行なう。これにより求まる実測出口NOx の移動平
均値5aと出口NOx 設定器6で設定された設定NOx
信号6aの差を減算器9cによって計算する。
定NOx 信号6aを超過する場合は過剰のアンモニアを
注入するよう、超過量に基づく関数発生器23の出力値
23aを上記した必要アンモニア注入量信号14の値に
加算する。この加算された最終的な必要アンモニア注入
量信号14aをアンモニア流量4とアンモニア流量調節
弁2で構成される回路の設定値として与える。
瞬時値をある規定値以下に抑える機能しか有していなか
った。このため、負荷変化等により、出口NOx 量が一
時的に規定値を超過した場合、時間平均値の排出量が、
結果的に規制値を超過してしまうことになっていたが、
本発明によれば、一時的にNOx 量が、規定値を超過し
ても、その後アンモニアを過剰に注入することによりこ
れを触媒中に含浸させ、NOx 排出量を規定値より低く
抑えることができる。その結果、時間平均値は規制値を
満足するものとなる。
御回路を示す図。
御回路を示す図。
弁、3…出口NOx 濃度検出器、4…NH3 流量検出
器、5…移動平均演算器、6…出口NOx 設定器、7…
加算器、8…必要モル比設定器、9…減算器、11…乗
算器、12…総NO x 量信号、13…乗算器、14…必
要NH3 流量信号、14a…NH3 流量設定信号、15
…NH3 流量偏差信号、19…制御信号、20…NH3
配管、22…排ガス流量信号、23…関数発生器、37
…NH3 注入管、38…脱硝装置。
Claims (2)
- 【請求項1】 脱硝装置の入口NOx 濃度と出口NOx
濃度および同濃度設定値とにより必要アンモニアモル比
信号を求め、この信号と排ガスの総NOx 量とに基づい
てアンモニア注入量設定信号を求め、該設定信号とアン
モニア注入量測定値との偏差に基づいて脱硝装置へのア
ンモニア注入量を制御する方法において、出口NOx 濃
度の所定時間にわたる移動平均演算値と前記出口NOx
濃度設定値との偏差に基づいて、前記アンモニア注入量
設定信号を補正することを特徴とする脱硝装置のアンモ
ニア注入量制御方法。 - 【請求項2】 脱硝装置で処理すべき排ガスの総NOx
量に応じてアンモニア注入量を制御する脱硝装置のアン
モニア注入量制御装置において、処理すべき排ガス流量
と入口NOx 濃度と出口NOx 濃度および濃度設定値と
に基づいてアンモニア注入量信号を算出する手段と、出
口NOx 濃度の所定時間にわたる移動平均演算値を算出
する移動平均演算器と、該演算値と出口NOx 濃度設定
値との偏差値に基づいてアンモニア注入量補正信号を算
出する補正手段と、前記アンモニア注入量信号とアンモ
ニア注入量補正信号とによりアンモニア注入量設定値を
算出する手段と、このアンモニア注入量設定値とアンモ
ニア注入量測定値とによりアンモニア流量調節弁を制御
する手段とを設けたことを特徴とする脱硝装置へのアン
モニア注入量制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26280594A JP3544716B2 (ja) | 1994-10-26 | 1994-10-26 | 脱硝装置のアンモニア注入量制御方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26280594A JP3544716B2 (ja) | 1994-10-26 | 1994-10-26 | 脱硝装置のアンモニア注入量制御方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08117553A true JPH08117553A (ja) | 1996-05-14 |
| JP3544716B2 JP3544716B2 (ja) | 2004-07-21 |
Family
ID=17380861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26280594A Expired - Fee Related JP3544716B2 (ja) | 1994-10-26 | 1994-10-26 | 脱硝装置のアンモニア注入量制御方法および装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3544716B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4823518B2 (ja) * | 2002-06-19 | 2011-11-24 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | 窒素酸化物を還元するための方法および装置、ならびにその制御 |
| CN106268239A (zh) * | 2016-08-05 | 2017-01-04 | 华电电力科学研究院 | 火电厂脱硝控制系统的积分分离的控制方法 |
| CN114100367A (zh) * | 2021-10-19 | 2022-03-01 | 国能神福(石狮)发电有限公司 | 一种脱硝控制方法及装置 |
-
1994
- 1994-10-26 JP JP26280594A patent/JP3544716B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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