(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定された燃料流量−アンモニア注入量曲線に基き、燃料流量信号によりアンモニア注入量を設定し、電気集塵装置出口煙道に設置したアンモニア分析計により測定したアンモニア濃度と予じめ設定した余剰アンモニア濃度の偏差分により補正するフィードバック制御システムを有するアンモニア注入装置において、予め定めた一定運転条件時のアンモニア注入量実績に基づいて、前記燃料流量−アンモニア注入量曲線を毎日自動的に経時補正するよう構成したことを特徴とするアンモニア注入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重油、重質油、オリマルジョン焚ボイラ等の排ガス処理における電気集塵装置（以下ＥＰと記す）用のアンモニア（以下ＮＨ3 と記す）注入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
重油等を燃焼するボイラ排ガス中には、燃料中のイオウ（Ｓ）分の燃焼に伴う二酸化イオウ（以下ＳＯ2 と記す）が存在するが、そのＳＯ2 の一部はボイラ内および脱硝装置内において三酸化イオウ（以下ＳＯ3 と記す）に転化する。
【０００３】
このＳＯ3 を含むガスをＥＰで処理する場合、ＥＰの腐食防止やアシッドスマット防止および可視煙の防止等の目的でＥＰ前にＮＨ3 ガスを注入し、ＳＯ3 を硫安分〔（ＮＨ4 ）2 ＳＯ4 〕に変えＥＰで捕集除去するシステムが一般に採用されている。
【０００４】
本システムを運転する場合、最も重要なことは、ＮＨ3 注入量不足により発生する酸性硫安（ＮＨ4 ＨＳＯ4 ）の生成を防止することである。酸性硫安は融点が約１４７℃と低く、ガス温度（通常１４０〜１６０℃程度）条件で溶融するため、ＥＰ内へ付着して荷電状態の悪化を招いてＥＰの性能を低下させたり、ＥＰホッパ内で固結して灰処理運転に支障が生じ安定運転が不可能となる。
【０００５】
酸性硫安の生成を防止するためには、図４に示すようにガス温度に応じて一定量以上の余剰ＮＨ3 を持たせ、常に硫安安定域で運転する必要がある。従来のＮＨ3 注入量制御は、一般に図３に示すようにボイラ燃料流量又はボイラ負荷（本発明では単に燃料流量と記す）に対する比例制御が採用されており、初期設定値ａ0 は煙道ガス中の余剰ＮＨ3 を手分析により測定し、注入量カーブを決定していた。
【０００６】
しかしながらＳＯ2 からＳＯ3 への転化率は経時的に増加すること、燃料Ｓ分の変化やボイラ出口の空気過剰率の変化等に伴ない変動するため、初期設定値はこれらＳＯ3 変動要因を考慮して十分余裕を持たせると共に、数ケ月毎に手分析により余剰ＮＨ3 量を測定し、その結果に基づき注入量カーブをａ1 ，ａ2 ・・・と設定変更する必要があった。
【０００７】
このような従来技術には次のような問題があり、改善が望まれていた。
（１）余剰ＮＨ3 量が過大になり、高価なＮＨ3 の消費量が多くなり運転経費が高くつく。
（２）余剰ＮＨ3 は湿式脱硫装置が設置された場合、脱硫排水中に含まれるＮ分を増加させ、海域等の汚染源となる。また、湿式脱硫装置が設置されない場合は、余剰ＮＨ3 が煙突より大気中に排出され大気汚染の原因となる。
（３）定期的な余剰ＮＨ3 の手分析を行うのに多大の人手と費用がかかる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来のアンモニア注入装置は前記したような問題点を有していたことに鑑み、本発明は排ガス中のＳＯ3 を硫安分に変えるために排ガス中に注入するＮＨ3 ガスの適正な余剰ＮＨ3 量を維持可能にしたＮＨ3 注入装置を提供することを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は、予め設定された燃料流量−ＮＨ3 注入量曲線に基き、燃料流量信号によりＮＨ3 注入量を設定し、その設定値を電気集塵機出口煙道に設置したＮＨ3 分析計により測定したＮＨ3 濃度と予じめ設定した余剰ＮＨ3 濃度の偏差分により補正するフィードバック制御システムを有するＮＨ3 注入装置において、予め定めた一定運転条件時のＮＨ3 注入量実績に基づいて前記燃料流量−ＮＨ3 注入量曲線を毎日自動的に経時補正するよう構成したＮＨ3 注入装置を提供する。
【００１０】
本発明によるＮＨ3 注入装置は前記した構成を有していて、予め設定された燃料流量−ＮＨ3 注入量曲線が予め定めた一定運転条件時のＮＨ3 注入実績に基づいて経時的に毎日自動的に補正されるので、最新の状態に見合ったＮＨ3 注入量曲線が保有されフィードバック補正量の少い安定した制御がなされる。こうして、本発明のＮＨ3 注入装置によれば、常に必要最少限のＮＨ3 注入量を維持することができる。
【００１１】
【発明の実施形態】
以下、本発明によるＮＨ3 注入装置を図示した実施形態に基づいて具体的に説明する。図１は、本発明によるＮＨ3 注入装置を重油焚ボイラ用ＥＰのＮＨ3 注入装置に適用した場合の実施の一形態を示すブロック図である。
【００１２】
図１において、１は重油流量信号、２はＥＰ出口煙道で検出した余剰ＮＨ3 濃度信号、３はＮＨ3 流量計検出信号を示している。４は関数発生器、５は重油Ｓ分補正係数、６は経時変化補正係数を示している。７は調節計、８はフィードバック制御量変数値、９はＮＨ3 注入量調節計、１０はＮＨ3 流量調節弁を示している。
【００１３】
図１において、重油流量信号１により、関数発生器４から予め設定された重油流量とＮＨ3 注入量曲線ｆ（ｘ）に基づくＮＨ3 注入量信号が発信され、この値は重油Ｓ分補正係数５と後記する経時変化補正係数６により補正される。こうして得られたＮＨ3 注入量信号がフィードフォワード信号としてＮＨ3 注入制御主ループのカスケード信号として設定される。
【００１４】
ＥＰ出口煙道に設置したＮＨ3 分析計からの余剰ＮＨ3 濃度信号２は調節計７に与えられ、調節計７では、予め設定された余剰ＮＨ3 の設定値（例えば１０ｐｐｍ）との偏差を求め、その偏差によるフィードバック制御信号が、重油流量信号１とフィードバック制御量変数値８により補正される。これをサブループとする。このサブループにより補正された信号は前の注入量信号のフィードフォアード信号を加減算して、ＮＨ3 流入量調節計９に送られ、ＮＨ3 流量計検出信号３との偏差によりＮＨ3 流量調節弁１０を調節する。
【００１５】
前記した経時変化補正係数６は、一定条件例えば図２に示す重油流量１００％到達１時間後のＮＨ3 注入量ａを毎日チェックし、その値が現設定値を上廻れば自動的にａ′に設定値が変化するよう、経時変化補正係数６は自動的に更新される。
【００１６】
ＥＰ出口煙道に設置したＮＨ3 分析計からの余剰ＮＨ3 濃度信号２はプロセスとしてのＮＨ3 濃度変化の遅れや分析計自体の無駄時間のための遅れが大きいが、最も敏感な重油流量によるＮＨ3 注入量をフィードフォワード信号として制御するため、ボイラ負荷変動に対する追従遅れが防止できる。
【００１７】
また、重油流量によるカスケード制御は、前記したように経時変化補正係数６で補正された経時可変ＮＨ3 注入量信号によって行なうため、ＳＯ2 からＳＯ3 への転化率が経時的に上昇しても、常に最新の転化率に見合った注入量曲線ｆ（ｘ）を保有することになり、サブループによるフィードバック補正量が少なく安定した制御が可能となる。
【００１８】
また、ＮＨ3 分析計故障時等フィードバック制御を切離して一定期間運転する場合も、ＮＨ3 注入量の大幅な過不足を避けて運転することができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によるＮＨ3 注入装置は、予め設定された燃料流量−アンモニア注入量曲線に基き、燃料流量信号によりアンモニア注入量を設定し、その設定値を電気集塵機出口煙道に設置したアンモニア分析計により測定したアンモニア濃度と予じめ設定した余剰アンモニア濃度の偏差分により補正するフィードバック制御システムを有するアンモニア注入装置において、予め定めた一定運転条件時のアンモニア注入量実績に基づいて前記燃料流量−アンモニア注入量曲線を毎日自動的に経時補正するよう構成している。
【００２０】
従って、本発明のＮＨ3 注入装置によれば、予じめ設定された燃料流量−ＮＨ3 注入量曲線が予め定めた一定運転条件時のＮＨ3 注入実績に基づいて経時的に毎日自動補正されるので、最新の状態に見合ったＮＨ3 注入量曲線が保有される。これによってフィードフォアード信号とフィードバック補正量の少い信号として安定したＮＨ3 注入量制御がなされ、常に必要最少限の余剰ＮＨ3 注入量を維持することができる。
【００２１】
以上のとおり、本発明のアンモニア注入装置によればＮＨ3 注入量が節減され運転経費が節約できる。また、脱硫排水中のＮ分と、大気放出ＮＨ3 の低減が可能となる上、定期的なＮＨ3 分析を必要としないので経費の節減が可能である。
【００２２】
こうして、本発明のアンモニア注入装置によれば、ボイラ運転条件の変化や経時変化によりＳＯ2 からＳＯ3 への転化率が変化してもＮＨ3 注入量不足が避けられるので、ＥＰにおける性能低下が生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態によるアンモニア注入装置を示す系統図。
【図２】重油流量とＮＨ3 注入量の関係の変化を示す線図。
【図３】燃料流量とＮＨ3 注入量の設定状態を示すグラフ。
【図４】硫安生成におけるガス温度と余剰ＮＨ3 濃度との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１    重油流量信号
２    余剰ＮＨ3 濃度信号
３    ＮＨ3 流量計検出信号
４    関数発生器
５    重油Ｓ分補正係数
６    経時変化補正係数
７    調節計
８    フィードバック制御量変数値
９    ＮＨ3 注入量調節計
１０  ＮＨ3 流量調節弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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