JPS5955334A

JPS5955334A - 排煙脱硝装置の還元剤注入制御方法

Info

Publication number: JPS5955334A
Application number: JP57164059A
Authority: JP
Inventors: Tatsuro Saotome; 早乙女　達郎
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1982-09-22
Filing date: 1982-09-22
Publication date: 1984-03-30
Also published as: JPH0351453B2

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】この発明は排煙脱硝装置に係り、特に還元剤注入量調節
弁を備え、排ガス中の窒素酸化物（以下、ＮＯｘと記す
）を低減するに好適な排煙脱硝装置の還元剤注入制御方
式に関するものである。

従来、排煙脱硝装置のＮＯｘの基本的な制御方式として
は、「排ガス流量」×「節炭器出口のＮＯｘ値」により
算定するＮＯｘ総量に、還元比率（いわゆるモル比）を
掛算して算出する還元剤例えばアンモニアガス注入量要
求信号と、実際のアンモニアガス注入量のフィードバッ
ク信号との偏差演算（または比率演算）を行ない、この
偏差の比例積分演算信号によって、アンモニアガスの注
入量を制御する方式が一般に行なわれている。これはＵ
１カス中のＮＯｘの総量に対して常に一定還元比率のア
ンモニアガス注入量を測って、全負荷範囲で所定の脱硝
性能を維持しようとするものである。

しかし最近では、このような脱硝性能を常時一定に維持
する方式とは別に、煙突入口のＮＯｘ値を検出してフィ
ードバックし、煙突入口のＮＯｘ値を環境規制値と一致
させた所定値に制御しようといういわゆる煙突入口ＮＯ
ｘ一定の制御を行う方式が増加してきている。上記の目
的は、脱硝装置の最終目的である煙突入口ＮＯｘ値を環
境規制上から所定値に常時維持することにより、部分負
荷におけるアンモニアガス注入量を抑制した経済運用を
図ることを主眼とするものである。このように従来方式
には上記の三方式があり、現在そのいずれかの方式を採
用している。

以下、第１図〜第３図により従来のＮＯｘ制御系統を説
明する。第１図は、脱硝装置のフロー説明図、第２図は
、脱硝還元比率一定のＮＯｘ制御系統図を示す。第１図
において、ボイラ１からの排ガスは節炭器２を通り、脱
硝反応器３へ導入される。

−Ｍ　死刑の脱硝アンモニアガスは、脱硝アンモニアガ
ス量調節弁４を通って脱硝反応器３へ注入される。脱硝
反応器３で還元処理された排ガスは、煙突へ導かれ、大
気中へ放出される。一方、燃焼用空気は強制押込通風ａ
（以下、ＦＤＰと記す）７によって空気予熱器８を通り
、ボイラ１に導がれる。

節炭器２の出口の排ガスＮＯｘは、節炭器出口ガスＮＯ
ｘ検出器６により、脱硝反応器３への注入アンモニアガ
ス量は、アンモニアガス流量発信器５により、また燃焼
用空気流量から図示してない関数発生器１０によって排
ガス流量に交換するところの燃焼用空気流量は、燃焼用
空気流量発信器９により、さらに煙突入口ＮＯｘは、煙
突入口ＮＯｘ検出器２４によりそれぞれ検出される。従
来のＮＯｘ制御の基本的制御方式の一つである脱硝還元
比率（モル比）一定の制御は、処理ガス流量（燃焼用空
気流から変換作成）と節炭器出口ＮＯｘ値との積である
ＮＯｘ総量に対し、一定の還元比率における還元剤のア
ンモニアガス量を注入して、全負荷範囲において所定の
脱硝効果を挙げようとするものである。

つぎに第２図によって、従来の制御方式のうち脱硝還元
比率一定のＮＯｘ制御系統を説明する。上記燃焼用空気
流量発信器９の信号は、上記関数発生器１０により処理
ガス流量に変換され、掛算器１１に入力される。一方の
節炭器出口ＮＯｘ値信号は節炭器出口ガスＮＯｘ検出器
６から発信されて掛算器１１に入力され、「処理ガス流
量」×「節炭器出口ＮＯｘ値」＝「ＮＯｘ総量」が算定
される。該ＮＯｘ総量は、掛算器１２へ入力され、ここ
で還元比率設定器１３により与えられる還元比率（モル
比）が掛算されて脱硝アンモニアガス量要求信号となり
、該要求信号は、上記掛算器１２に接続する加算器３１
に入力する。一方、上記掛算器１１の出力端に微分器２
０を接続し、ＮＯｘ総量が負荷変動によって変化したこ
とを検出の上、その出力信号をゲイン調整器２１により
増幅して、信号制限器２２により上下限の制限を行うと
ともに、変化率制限器２３によって信号変化速度の制限
を加えた後、これを上記加算器３１に入力させ、上記制
限された脱硝アンモニアガス量要求信号と加算して偏差
演算器１４に入力させる。該偏差演算器１４には、アン
モニアガス流量発信器５からの信号がフィードバック信
号として入力し、上記両者の偏差演算結果が比例積分演
算器１５に入力して、この比例積分演算出力が脱硝アン
モニアガス量調整弁４の開度指令信号となって、加算器
１７および切替器１８を通り脱硝アンモニアガス量調節
弁４を駆動する。上記加算器１７は、関数発生器１６と
ともに用い、掛算器１２からの脱硝アンモニアガス量要
求信号による先行＋ＳＦＪ度信号として」１記脱硝アン
モニアガス量調節弁４の開度を規制するものである。ま
た上記切替器Ｊ８は、自動または手動切替器であって、
脱硝アンモニアガス量調節弁４を手動によって操作する
ときに、信号発生器１９からの信号によって上記脱硝ア
ンモニアカス量調節弁４を操作する。上記方式では、負
荷変動時にＮＯｘ総量が急変する場合、上記脱硝反応器
３内におけるＮＯｘとアンモニアガスとの還元反応の時
間遅れにより一時的に脱硝性能が低下するのを防ぐため
、負荷上昇時には名目に、また角荷降下時には少な目に
アンモニアカス滑を調節することにょリ、負荷変動時に
おける脱硝性能の維持を図るものである。この制御方式
は、常時、還元比率を一定に保って脱−硝性能を維持し
ようとするものであり、脱硝装置の最終目的としての煙
突入口のＮＯｘ値は、この制御結果としてのみ与えられ
る。

従来の制」方式の別の方式として、第３図に示すような
脱硝装置の制御目標すなわち最終目的である煙突入口の
ＮＯｘ値を環境規制上の一定値に維持しようとする制御
方式がある。この方式は、該第３図において、煙突入口
ＮｏＸ／ｌｆの信号は煙突入口ＮＯｘ検出器２４から取
出し、信号設定器２５からの煙突入口のＮＯｘ設定値信
号とともに偏差演算器２６に入力して偏差演算を行ない
、その出力を掛算器２７に入力する。該掛算器２７は、
上記関数発生器１０に対して第２図の従来例において示
した信号ラインとは別の信号ラインを介して接続し、ゲ
イン調整を行なった後、比例積分演算器２８を経て、上
記掛算器１２に入力させるまでの構成を、上記第２図の
従来例における還元比率設定器１３と置き換えたもので
、その他の溝或は上記第２図と同一である。

上記のように、従来の制一方式では、脱硝還元比率一定
とするＮＯｘ制御、または煙突入口のＮＯｘ値を一定と
するＮＯｘ制御のいずれかの方式を採用しているが、上
記三方式の目的を双方とも達成するような要望、すなわ
ち脱硝装置の計画性能を常時一定に維持する制御ができ
るとともに、低負荷範囲では煙突入口のＮＯｘ値を必要
以上に１糸下させることなく、環境規制上の規定値に制
御することによって、脱硝アンモニアガスの注入量を抑
制した経済運用をも行ない得る制御ができる方式の開発
が要望されていた。

この発明の目的は、上記の要望に応え、上記三方式の性
能を兼ね備えるとともに、両者の切替えを任意の部分負
荷において、自動的かつ連続的に移行させ得る排煙脱硝
装置の還元剤注入制御方式を提供するにある。

要するにこの発明は、ＮＯｘ制御の基本＃ｒ＋Ｉ　、１
１方式の一つである下記の方式、すなわちＮＯｘ総量（
「処理ガス流産」×［節炭器出目ＮＯｘ値」）に脱硝還
元比率（モル比）を掛けて算定するアノモニアカス〆に
入量要求値と、実際のアンモニアガス注入量との偏差を
比例積分演算し、該演算出力信号をもってアンモニアガ
ス注入量を決定するＮＯｘ制御方式において、脱硝還元
比率（モル比）の設定回路に着目し、これを全負荷範囲
で常に一定値に維持するのでなく、任意の部分負荷から
自動的に還元比率を低下させて、低負荷範囲で煙突入口
ＮＯｘ値を必要以上に降下させることなく環境規制上の
規定値に制御しようとするものであって、その手段とし
て還元比率設定信号回路に加算器２９を挿入し、該加算
器２９において、煙突入°口Ｎ０ｘＩ１１！のフィード
バック信号とその設定値との偏差を比例積分演算した演
算出力信号、すなわち煙突入口Ｎ０ＸＩｉｉ！一定制御
信号を入力し、上記還元比率設定器１３からの信号に加
算し、任意の部分負荷において自動的かつ連続的に還元
比率一定のＮＯｘ制御から煙突入口のＮ０Ｘ１直一定の
制御へ、また、この逆に煙突人口ＮｏＸ（Ｆｉ一定の制
御から還元比率一定のＮＯｘ制御へ移行させることがで
きる。

以下、前述の従来の二つのニーズの両方の制御機能を具
備し、両者の一方または任意の部分負荷において自動的
に両者の切替えが可１指となるようなこの発明を図面に
基づいて説明する。第４図は、この発明の一実施例の側
副系統図を示す。なお、図中、第１図〜第３図と同一ま
たは同等の部位には同一の符号を付ける。まず上述の従
来例第３図と異なる点についてのみ、構成を記すと、加
算器２つを介して還元比率設定器１３を掛算器１２に接
続し、上記加算器２９の入力端および出力端をモニタリ
レー３０に接続するとともに、該モニタリレー３０を比
例積分演算器２８に接、読して、該比例積分演算器２８
つぎに作用を説明する。脱硝装置入口のＮＯｘ総量を燃
焼用空気流量発潴器９の出力信号から関数発生器１０に
より変換する処理ガス流量と、節炭器出口ガスＮＯｘ演
出器６からのＮＯｘ値とを掛算器１１において掛算算定
し、掛算器１２へ入力する。このＮＯｘ総量に対する脱
硝還元比率を還元比率設定器１３からの信号により加算
器２９を通。て掛算器１２へ与え、該掛算器１２の出力
を脱硝アンモニアガス量要求信号として脱硝還元比率一
定のＮＯｘ制御を行うことができる。一方、脱硝還元比
率の設定信号回路、すなわち還元比率設定器１３からの
信号ラインに設ける加算器２９は、煙突入口のＮＯｘ値
一定制御回路からの信号、すなわち煙突入口ＮＯｘ検出
器２４からの信号を偏差演算器２６へ入力し、信号設定
器２５から与えられる煙突入口ＮＯｘ値設定信号ととも
に上記偏差演算器２６によって偏差演算を行ない、その
偏差を負荷に見合ってゲイン調整（ＮＯｘ偏差量に変換
）をする掛算器２７を経て比例積分演算器２８に入力す
る。該比例積分演算器２８の出力信号によって煙突入口
のＮｏＸ１直を規定値にしようとする制御信号を加算器
２９に入力し、かつ該加算器２９に」二記還元比率設定
器１３からの信号を入力して加算し、任意の部分負荷か
ら脱硝還元比率一定設定直に換えて、煙突入口ＮＯｘ値
一定制御信号を発生させ、これを掛算器１２においてＮ
Ｏｘ総量に掛算し、脱硝アンモニアガス量要求信号とし
て煙突入口ＮＯ４直一定の制御を達成するものである。

以上説明したように、この発明によれば、脱硝還元比率
一定によるＮＯｘ制御と、煙突入口ＮＯｘ値一定制一の
両方の１生能を具備するとともに、任意の部分負荷によ
って両者を自動的に切替えることができるという効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、脱硝装置のフロー説明図、第２図は、脱硝還
元比率一定のＮＯｘ制御系統図、第３図は、煙突入ロＮ
Ｏｘ直一定制研の制御系統図、第４図は、この発明の一
実施例の制御系統図を示す。符号の説明１・・・ボイラ　　　　　　２・・・節炭器３・・・脱
硝反応器４・・・脱硝アンモニアガス量調節弁５・・・アンモニアガスａ　遣発信器６・・・節炭器出口ガスＮＯｘ検出器７・・・ＦＤＦ　　　　　　　８・・・′空気予熱器９
・・・燃焼用空気流量発信器１０・・・関数発生器　　　１１・・・掛算器１２・・
・掛算器　　　　　１３・・・還元比率設定器１４・・
・偏差演算器　　　１５・・・比例積分演算器１６・・
・関数発生器　　　１７・・・加算器１８・・・切替器
　　　　　１９・・・信号発生器２０・・・微分器　　
　　　２１・・・ゲイン調整器２２・・・直号制限器　
　　２３・・・変化率制限器２４・・・煙突入口ＮＯｘ
検出器２５・・・信号設定器　　　２６・・・偏差演算器２７
・・・掛算器　　　　　２８・・・比例積分演算器２９
・・・加算器　　　　　　３０・・・モニタリレー３１
・・・加算器代理人弁理土中村純之助第１　図半２図

Claims

【特許請求の範囲】

排煙脱硝装置のＮＯｘの基本制御方式すなわち反応器上
流側のガス中のＮＯｘ値と排ガス流量とから算定するＮ
Ｏｘ総量に対して還元比率を掛算し、その積である還元
剤注入量要求信号と実際の還元剤注入量のフィードバッ
ク信号との偏差を比例積分して、該演算出力により還元
剤注入量を制御する排煙脱硝装置の還元剤注入制御方式
において、反応器出口側のガス中のＮＯｘ値のフィード
バック信号とその設定値との偏差を比例積分した出力に
、還元比率設定信号を加算し、還元剤注入量要求信号と
して還元比率一定のＮＯｘ制暉を行うとともに、反応器
出目＃（ｑのガス中のＮＯｘ値検出信号と反応器出口側
のガス中のＮＯｘ値設定信号との偏差演算を行ない、該
偏差を比例積分して、これに還元比率設定信号を加算し
、反応器出口側のガス中のＮＯｘ−値一定制御信号を発
生させ、これにＮｏＸ総量を掛算し、還元剤注入量要求
信号として反応器出口側のガス中のＮＯｘ値一定制一を
行ない、かつ上記両副−の切替えを任意の負荷において
、自動的がっ連続的に移行させ得ることを特徴とする排
煙脱硝装置の還元剤注入制御方式。