(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱硫装置の脱硫ろ液に含まれるホウ素のホウ素濃度を断続的に測定するホウ素濃度測定センサを含むホウ素濃度測定部と、
前記ホウ素濃度測定部による測定より長い時間間隔及び高い精度で測定されたホウ素濃度の入力を受け付けるホウ素濃度受付部と、
前記ホウ素濃度受付部がホウ素濃度を受け付けた場合に、前記ホウ素濃度測定部により測定されたホウ素濃度と、前記ホウ素濃度受付部により受け付けられたホウ素濃度との差異を算出する差異算出部と、
前記差異算出部により算出された差異に基づいて、前記ホウ素濃度測定部により測定されるホウ素濃度の補正値を決定する補正値決定部と、
前記ホウ素濃度測定部により測定された前記ホウ素濃度を、前記補正値決定部により決定された補正値に基づいて補正し、補正されたホウ素濃度に基づいて脱硫ろ液の希釈量を決定する希釈量決定部と、
を備える希釈水量管理装置。
【請求項２】
記憶部と、
前記ホウ素濃度測定部により測定されたホウ素濃度と、当該ホウ素濃度が測定された時刻とを関連付けて前記記憶部に記憶させる記憶制御部と、を備え、
前記ホウ素濃度受付部は、前記ホウ素濃度と、当該ホウ素濃度の測定に用いた脱硫ろ液の採取時刻とを受け付け、
前記差異算出部は、前記ホウ素濃度受付部が前記ホウ素濃度と前記採取時刻との入力を受け付けたことに応じて、前記記憶部から、前記採取時刻に最も近い時刻に関連付けられたホウ素濃度を抽出し、前記ホウ素濃度受付部が受け付けた前記ホウ素濃度と、抽出されたホウ素濃度との差異を算出する、
請求項１に記載の希釈水量管理装置。
【請求項３】
希釈水量管理装置が脱硫ろ液の希釈水量を決定する希釈水量管理方法であって、
脱硫装置の脱硫ろ液に含まれるホウ素のホウ素濃度を断続的に測定する測定ステップと、
前記測定ステップによる測定より長い時間間隔及び高い精度で測定されたホウ素濃度の入力を受け付ける受付ステップと、
前記ホウ素濃度受付部がホウ素濃度を受け付けた場合に、前記測定ステップにおいて測定されたホウ素濃度と、前記受付ステップにおいて受け付けられたホウ素濃度との差異を算出する差異算出ステップと、
前記差異算出ステップにより算出された差異に基づいて、前記測定ステップにより測定されるホウ素濃度の補正値を決定する補正値決定ステップと、
前記測定ステップにおいて測定されたホウ素濃度を、前記補正値決定ステップにおいて決定された補正値に基づいて補正し、補正されたホウ素濃度に基づいて脱硫ろ液の希釈量を決定する希釈量決定ステップと、
を含む希釈水量管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、希釈水量管理装置及び希釈水量管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭火力発電システムにおいて石炭を燃焼させる方式として、石炭を微粉砕した粒子を燃焼炉内に吹き込んで燃焼させる微粉炭燃焼方式がある。
【０００３】
ところで、石炭には、炭素以外に、硫黄化合物、窒素化合物、ホウ素等の有害な元素が微量ながら含まれている（以下、上記有害な元素を「有害微量元素」という）。このため、石炭火力発電システムに設けられている燃焼ボイラで微粉炭を燃焼させた場合、微粉炭に含まれている硫黄化合物から硫黄酸化物が生成される。そこで、石炭火力発電システムでは、燃焼ボイラの下流に設けられる脱硫装置で硫黄酸化物を除去し、大気への硫黄酸化物の放出を防止している。
【０００４】
一方、有害微量元素は、微粉炭の燃焼により生成される石炭灰に含まれている他、排ガス中に固体又は気体として存在する。
排ガス中に固体として存在する有害微量元素の化合物は、そのほとんどが集塵装置で石炭灰と一緒に処理される。一方で、排ガス中に気体として存在する有害微量元素の化合物には、脱硫装置から排出される脱硫ろ液に溶解するものもある。
【０００５】
脱硫ろ液は、排水処理設備に送られて処理された後、処理水として放流口から一般河川や海域に放流される。この処理水における有害微量元素の含有量は、例えば水質汚濁防止法等の法令を遵守するために、予め定められた基準値を超えないようにする必要がある。例えば、特許文献１では、消石灰や硫酸アルミニウムにより有害微量元素の一種であるホウ素を不溶性沈殿物として除去する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２２５６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ホウ素を含有する脱硫ろ液を大量に処理する場合、特許文献１に開示されている方法を用いて有害微量元素の一種であるホウ素を除去しようとすると、消石灰や硫酸アルミニウムを多量に使用する必要があり、処理コストの問題が発生する。
【０００８】
そこで、有害微量元素が排水処理設備に流入する前に、脱硫ろ液を希釈して有害微量元素の濃度を低減させる場合がある。例えば、脱硫ろ液に含まれるホウ素のホウ素濃度を、センサを用いて断続的に測定し、この測定値に基づいて希釈水量を決定する方法や、精度良くホウ素濃度を測定し、この測定値に基づいて希釈水量を決定する方法がある。しかしながら、このような方法では、センサによって測定されたホウ素濃度に誤差が生じ、実際のホウ素濃度と異なる値となる場合がある。一方、精度良くホウ素濃度を測定する場合、処理コストの問題から、センサを用いて断続的に測定する場合に比べて、測定する間隔が長くなってしまう。
【０００９】
本発明は、簡易的かつ高精度で脱硫ろ液の希釈水量を決定することができる希釈水量管理装置及び希釈水量管理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る希釈水量管理装置は、脱硫装置の脱硫ろ液に含まれるホウ素のホウ素濃度を断続的に測定するホウ素濃度測定部と、前記ホウ素濃度の入力を受け付けるホウ素濃度受付部と、前記ホウ素濃度測定部により測定されたホウ素濃度と、前記ホウ素濃度受付部により受け付けられたホウ素濃度との差異を算出する差異算出部と、前記差異算出部により算出された差異に基づいて、前記ホウ素濃度測定部により測定されるホウ素濃度の補正値を決定する補正値決定部と、前記ホウ素濃度測定部により測定された前記ホウ素濃度を、前記補正値決定部により決定された補正値に基づいて補正し、補正されたホウ素濃度に基づいて脱硫ろ液の希釈量を決定する希釈量決定部と、を備える。
【００１１】
また、本発明に係る希釈水量管理装置は、記憶部と、前記ホウ素濃度測定部により測定されたホウ素濃度と、当該ホウ素濃度が測定された時刻とを関連付けて前記記憶部に記憶させる記憶制御部と、を備え、前記ホウ素濃度受付部は、前記ホウ素濃度と、当該ホウ素濃度の測定に用いた脱硫ろ液の採取時刻とを受け付け、前記差異算出部は、前記ホウ素濃度受付部が前記ホウ素濃度と前記採取時刻との入力を受け付けたことに応じて、前記記憶部から、前記採取時刻に最も近い時刻に関連付けられたホウ素濃度を抽出し、前記ホウ素濃度受付部が受け付けた前記ホウ素濃度と、抽出されたホウ素濃度との差異を算出することが好ましい。
【００１２】
本発明に係る希釈水量管理方法は、希釈水量管理装置が脱硫ろ液の希釈水量を決定する希釈水量管理方法であって、脱硫装置の脱硫ろ液に含まれるホウ素のホウ素濃度を断続的に測定する測定ステップと、前記ホウ素濃度の入力を受け付ける受付ステップと、前記測定ステップにおいて測定されたホウ素濃度と、前記受付ステップにおいて受け付けられたホウ素濃度との差異を算出する差異算出ステップと、前記差異算出ステップにより算出された差異に基づいて、前記測定ステップにより測定されるホウ素濃度の補正値を決定する補正値決定ステップと、前記測定ステップにおいて測定されたホウ素濃度を、前記補正値決定ステップにおいて決定された補正値に基づいて補正し、補正されたホウ素濃度に基づいて脱硫ろ液の希釈量を決定する希釈量決定ステップと、を含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、簡易的かつ高精度で脱硫ろ液の希釈水量を決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態である火力発電システムの概略を示す構成図である。
【図２】希釈水量管理装置の機能概要を示すブロック図である。
【図３】ホウ素濃度管理処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態である火力発電システム１の概略を示す構成図である。
【００１６】
図１に示す火力発電システム１は、主に火力発電所において用いられ、石炭を燃焼させることによって生じた蒸気でタービンを回転させ、電力を発生させるものである。
この火力発電システム１では、石炭を燃焼させることにより排ガスが発生する。この排ガスには、石炭を燃焼させることによって生成されるクリンカアッシュ、フライアッシュ等の石炭灰が含まれている。火力発電システム１では、排ガスに含まれている石炭灰を回収している。
【００１７】
図１に示すように、火力発電システム１は、石炭バンカ２０と、微粉炭機３０と、燃焼ボイラ４０と、排気通路（煙道）５０と、脱硝装置６０と、空気予熱器７０と、通風機７５と、熱回収用ガスヒータ８０と、電気集塵装置９０と、誘引通風機２１０と、脱硫装置２２０と、再加熱用ガスヒータ２４０と、脱硫通風機２５０と、煙突２６０と、を備える。
【００１８】
石炭バンカ２０は、石炭サイロ（図示せず）から運炭設備によって供給された石炭を貯蔵する。
微粉炭機３０は、石炭バンカ２０から給炭機２５を介して供給された石炭を微細な粒度に粉砕して微粉炭を生成する。そして、微粉炭機３０は、生成した微粉炭を燃焼ボイラ４０に供給する。
【００１９】
燃焼ボイラ４０は、微粉炭機３０から供給された微粉炭を、強制的に供給された空気と混合して燃焼して、蒸気を発生させる。燃焼ボイラ４０で発生した蒸気は、主蒸気管（図示せず）を介してタービン（図示せず）に供給される。これにより、タービンが蒸気によって回転し、発電が行われる。ここで、微粉炭が燃焼すると、クリンカアッシュ、フライアッシュ等の石炭灰が生成されると共に、排ガスが発生する。後述するように、フライアッシュは、電気集塵装置９０によって収集される。
【００２０】
排気通路５０は、燃焼ボイラ４０の下流側に設けられ、燃焼ボイラ４０において発生した排ガスを脱硝装置６０に導入する。
脱硝装置６０は、排ガス中の窒素酸化物を除去する。具体的には、脱硝装置６０は、比較的高温（３００℃〜４００℃）の排ガス中に還元剤としてアンモニアガスを注入し、脱硝触媒との作用により排ガス中の窒素酸化物を無害な窒素と水蒸気に分解する方法（乾式アンモニア接触還元法）により排ガス中の窒素酸化物を除去する。
【００２１】
空気予熱器７０は、内部に熱交換エレメントを備えている。この熱交換エレメントは、脱硝装置６０により窒素酸化物が除去された排ガスと、燃焼ボイラ４０に供給する燃焼用の空気との熱交換を行う。
【００２２】
通風機７５は、空気予熱器７０により熱交換された燃焼用の空気を燃焼ボイラ４０に圧送して供給する。
熱回収用ガスヒータ８０は、空気予熱器７０により熱交換された排ガスの熱回収を行い、熱回収後の排ガスを電気集塵装置９０に導入する。
【００２３】
電気集塵装置９０は、排ガス中のクリンカアッシュ、フライアッシュ等の石炭灰を電極により収集する。電気集塵装置９０により収集されたフライアッシュは、ホッパ、圧力輸送機等（いずれも図示せず）を介して、フライアッシュを貯蔵する原粉サイロ９５に排出される。
【００２４】
誘引通風機２１０は、電気集塵装置９０を通過した排ガスを脱硫装置２２０に導入する。
脱硫装置２２０は、排ガスに石灰石と水との混合液を吹き付けることにより、排ガスに含有されている硫黄酸化物を混合液に吸収させて、脱硫石膏スラリーを精製する。脱硫装置２２０は、この脱硫石膏スラリーを脱水処理することにより脱硫石膏を生成する。生成された脱硫石膏は、脱硫石膏回収装置（図示せず）に導入される。
また、脱硫装置２２０は、脱水処理により生成された脱硫ろ液を、排水路２２２に排出する。
【００２５】
排水路２２２には、ホウ素濃度測定センサ２２４が設けられている。このホウ素濃度測定センサ２２４は、後述の希釈水量管理装置２２３を構成するものであり、排水路２２２を流れる脱硫ろ液のホウ素濃度を断続的（例えば、５分毎）に測定する。ここで、このホウ素濃度測定センサ２２４は、測定したホウ素濃度を、希釈水量管理装置２２３の制御部に出力する。以下、ホウ素濃度測定センサ２２４が測定したホウ素濃度を第１ホウ素濃度とする。
【００２６】
図２は、希釈水量管理装置２２３の機能概要を示すブロック図である。
希釈水量管理装置２２３は、コンピュータであり、ホウ素濃度測定センサ２２４、入力部２２５、記憶部２２６、制御部２２７、通信装置、表示装置、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）、及びこれらを接続するバスを備えている。
【００２７】
入力部２２５は、例えば、マウスやキーボード等により構成されている。入力部２２５は、ホウ素濃度受付部として機能し、排水路２２２の脱硫ろ液のホウ素濃度の測定値と、測定対象の脱硫ろ液を採取した時刻との入力を受け付ける。入力部２２５は、受け付けたホウ素濃度の測定値と時刻とを制御部２２７に出力する。ここで、入力部２２５により受け付けられるホウ素濃度の測定値は、ホウ素濃度測定センサ２２４により測定される第１ホウ素濃度の測定値に比べて高精度である。入力部２２５により受け付けられるホウ素濃度の測定は、例えば、所定時間（２日）おきに行われる。以下、入力部２２５が受け付けたホウ素濃度を第２ホウ素濃度とする。
【００２８】
記憶部２２６は、ＲＡＭ及びＲＯＭ等により構成されており、ホウ素濃度測定センサ２２４が測定した第１ホウ素濃度を記憶する。
【００２９】
制御部２２７は、ＣＰＵ等により構成されており、記憶部２２６に記憶された各種プログラムを適宜読み出して実行することにより、上述のハードウェアと協働し、各種機能を実現している。制御部２２７は、記憶制御部、差異算出部、補正値決定部、希釈量決定部として機能する。
【００３０】
具体的には、制御部２２７は、ホウ素濃度測定センサ２２４により測定された第１ホウ素濃度と、測定時刻とを関連付けて記憶部２２６に記憶させる。
【００３１】
制御部２２７は、ホウ素濃度測定センサ２２４により測定された第１ホウ素濃度と、入力部２２５により受け付けられた第２ホウ素濃度との差異を算出する。
すなわち、制御部２２７は、入力部２２５が第２ホウ素濃度と脱硫ろ液を採取した時刻とを受け付けたことに応じて、記憶部２２６を参照し、当該脱硫ろ液を採取した時刻に最も近い測定時刻に関連付けられた第１ホウ素濃度を抽出する。続いて、制御部２２７は、入力部２２５により受け付けられた第２ホウ素濃度と、抽出された第１ホウ素濃度との差異を算出する。
【００３２】
制御部２２７は、算出された差異に基づいて、ホウ素濃度測定センサ２２４により測定される第１ホウ素濃度の補正値を決定する。
例えば、制御部２２７は、算出された差異と、抽出された第１ホウ素濃度との割合を算出して補正値を決定する。例えば、抽出された第１ホウ素濃度が１であり、受け付けられた第２ホウ素濃度が１．２である場合、差異が０．２となる。この場合、制御部２２７は、算出された差異と、ホウ素濃度測定センサ２２４により測定された第１ホウ素濃度との割合を０．２と算出する。そして、制御部２２７は、補正値を、算出された割合分だけ第１ホウ素濃度を増加させる値（１．２）に決定する。
【００３３】
制御部２２７は、決定された補正値を、記憶部２２６に記憶させる。ここで、制御部２２７は、新たに補正値が決定された場合、過去の補正値を削除し、新たな補正値のみ記憶させるものとする。
【００３４】
制御部２２７は、ホウ素濃度測定センサ２２４により測定された第１ホウ素濃度を、記憶部２２６に記憶された補正値に基づいて補正する。例えば、制御部２２７は、ホウ素濃度測定センサ２２４により測定された第１ホウ素濃度に、記憶部２２６に記憶された補正値を乗算することにより補正する。
【００３５】
続いて、制御部２２７は、補正された第１ホウ素濃度に基づいて、脱硫ろ液の希釈量を決定し、排水路２２２の脱硫ろ液を、決定された量の希釈水で希釈する。例えば、排水路２２２に対して希釈水路が接続され、希釈水路に水量を調整する水門が設けられている場合、制御部２２７は、決定された希釈水の量に対応して当該水門の開度を調整して、排水路２２２に希釈水を流入させる。
【００３６】
説明を図１に戻す。脱硫石膏回収装置２３０は、脱硫装置２２０により生成された脱硫石膏を回収する。
再加熱用ガスヒータ２４０は、脱硫装置２２０で硫黄酸化物が除去された排ガスを加熱する。
脱硫通風機２５０は、再加熱用ガスヒータ２４０によって加熱された排ガスを煙突２６０に導入する。加熱された排ガスは、煙突効果によって煙突２６０から効率よく排出される。
【００３７】
続いて、希釈水量管理装置２２３により実行される希釈水量を決定する処理の流れについて説明する。図３は、本実施形態に係る希釈水量を決定する処理の流れを示すフローチャートである。
【００３８】
ステップＳ１において、制御部２２７は、入力部２２５により第２ホウ素濃度を受け付けたか否かを判定する。制御部２２７は、この判定がＹＥＳである場合、ステップＳ２に処理を移し、この判定がＮＯである場合、ステップＳ４に処理を移す。
【００３９】
ステップＳ２において、制御部２２７は、ホウ素濃度測定センサ２２４により測定された第１ホウ素濃度と、入力部２２５により受け付けられた第２ホウ素濃度との差異を算出する。
ステップＳ３において、制御部２２７は、ステップＳ２において算出された差異に基づいて補正値を決定する。そして、制御部２２７は、決定された補正値を記憶部２２６に記憶させる。
【００４０】
ステップＳ４において、制御部２２７は、ホウ素濃度測定センサ２２４により測定された第１ホウ素濃度の測定値を取得する。制御部２２７は、測定された第１ホウ素濃度と、この第１ホウ素濃度が測定された時刻（取得した時刻）とを関連付けて記憶部２２６に記憶させる。
【００４１】
ステップＳ５において、制御部２２７は、ステップＳ４において取得された第１ホウ素濃度を、ステップＳ３において記憶部２２６に記憶された補正値に基づいて補正する。
ステップＳ６において、制御部２２７は、ステップＳ５において補正された第１ホウ素濃度に基づいて希釈水量を決定する。
【００４２】
ステップＳ７において、制御部２２７は、終了操作が行われたか否かを判定する。制御部２２７は、この判定がＹＥＳの場合、本フローチャートの処理を終了し、この判定がＮＯの場合、ステップＳ１に処理を移す。
【００４３】
以上、本実施形態によれば、希釈水量管理装置２２３は、ホウ素濃度測定センサ２２４により、脱硫装置２２０の脱硫ろ液に含まれるホウ素のホウ素濃度を断続的に測定し、入力部２２５によりホウ素濃度の入力を受け付け、制御部２２７により、ホウ素濃度測定センサ２２４により測定されたホウ素濃度（第１ホウ素濃度）と、入力部２２５により受け付けられたホウ素濃度（第２ホウ素濃度）との差異を算出する。そして、希釈水量管理装置２２３は、制御部２２７により、算出された差異に基づいてホウ素濃度測定センサ２２４により測定される第１ホウ素濃度の補正値を決定し、ホウ素濃度測定センサ２２４により測定された第１ホウ素濃度を、決定された補正値に基づいて補正する。そして、希釈水量管理装置２２３は、制御部２２７により、補正された第１ホウ素濃度に基づいて脱硫ろ液の希釈量を決定する。
【００４４】
このようにすることで、希釈水量管理装置２２３は、ホウ素濃度測定センサ２２４により断続的に測定された第１ホウ素濃度について、入力部２２５により受け付けた第２ホウ素濃度との差異に基づいて算出された補正値を用いて補正することができる。よって、希釈水量管理装置２２３は、ホウ素濃度測定センサ２２４により測定された第１ホウ素濃度に誤差があったとしても、入力部２２５により受け付けた第２ホウ素濃度との差異から求めた補正値に基づいて補正することによって、精度を高めることができる。よって、希釈水量管理装置２２３は、簡易的かつ高精度で脱硫ろ液の希釈水量を決定することができる。
【００４５】
また、希釈水量管理装置２２３は、制御部２２７により、ホウ素濃度測定センサ２２４により測定された第１ホウ素濃度と、当該第１ホウ素濃度が測定された時刻とを関連付けて記憶部２２６に記憶させ、入力部２２５により、第２ホウ素濃度と、当該第２ホウ素濃度の測定に用いた脱硫ろ液の採取時刻とを受け付ける。そして、希釈水量管理装置２２３は、制御部２２７により、入力部２２５が第２ホウ素濃度と採取時刻との入力を受け付けたことに応じて、記憶部２２６から、採取時刻に最も近い時刻に関連付けられた第１ホウ素濃度を抽出し、入力部２２５が受け付けた第２ホウ素濃度と、抽出された第１ホウ素濃度との差異を算出する。
【００４６】
このようにすることで、希釈水量管理装置２２３は、入力部２２５により受け付けた第２ホウ素濃度に基づいて差異を算出する場合に、同時刻における脱硫ろ液から測定された２つのホウ素濃度を用いることができるので、正確に差異を算出することができる。
【００４７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００４８】
本実施形態では、制御部２２７が、新たに補正値が決定された場合、過去の補正値を削除し、新たな補正値のみ記憶させるものとしたが、これに限らない。制御部２２７は、決定された補正値と、この補正値が決定された時刻とを関連付けて記憶しておき、最も新しい時刻に対応する補正値を用いて補正を行うこととしてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
２２０  脱硫装置
２２２  排水路
２２３  希釈水量管理装置
２２４  ホウ素濃度測定センサ
２２５  入力部
２２６  記憶部
２２７  制御部
【図１】
0005483490.tif 000002
【図２】
0005483490.tif 000003
【図３】
0005483490.tif 000004