(57)【要約】【課題】制御対象の動特性が変化しても良好な脱硝制御を行うことが可能な脱硝制御装置および脱硝制御方法を提供する。【解決手段】一の実施形態によれば、燃焼設備からの排ガス中の窒素酸化物を分解する脱硝装置へのアンモニアの注入処理を制御する脱硝制御装置は、前記窒素酸化物の濃度または流量の計測値と、前記窒素酸化物の濃度または流量の指令値とに基づいて、前記アンモニアの流量の指令値を出力する窒素酸化物制御部を備える。前記脱硝制御装置はさらに、前記アンモニアの流量の計測値と、前記アンモニアの流量の前記指令値とに基づいて、前記注入処理を制御するアンモニア制御部を備える。前記窒素酸化物制御部は、前記アンモニアの流量の前記指令値を第１指令値または第２指令値に切り替え、前記第１または第２指令値を前記アンモニア制御部に出力する。【選択図】図１
2018161634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼設備からの排ガス中の窒素酸化物を分解する脱硝装置へのアンモニアの注入処理を制御する脱硝制御装置であって、
前記窒素酸化物の濃度または流量の計測値と、前記窒素酸化物の濃度または流量の指令値とに基づいて、前記アンモニアの流量の指令値を出力する窒素酸化物制御部と、
前記アンモニアの流量の計測値と、前記アンモニアの流量の前記指令値とに基づいて、前記注入処理を制御するアンモニア制御部とを備え、
前記窒素酸化物制御部は、前記アンモニアの流量の前記指令値を第１指令値または第２指令値に切り替え、前記第１または第２指令値を前記アンモニア制御部に出力する、脱硝制御装置。
【請求項２】
前記窒素酸化物制御部は、
前記第１指令値を出力する第１制御部と、
前記第２指令値を出力する第２制御部と、
前記アンモニアの流量の前記指令値を前記第１または第２指令値に切り替え、前記第１または前記第２指令値を前記アンモニア制御部に出力する切替部と、
を備える請求項１に記載の脱硝制御装置。
【請求項３】
前記窒素酸化物制御部は、
前記第１指令値の変化量を出力する第１制御部と、
前記第２指令値の変化量を出力する第２制御部と、
前記アンモニアの流量の前記指令値の変化量を前記第１指令値の変化量または前記第２指令値の変化量に切り替える切替部と、
前記第１または第２指令値の変化量から前記第１または前記第２指令値を算出し、前記第１または前記第２指令値を前記アンモニア制御部に出力する出力部と、
を備える請求項１に記載の脱硝制御装置。
【請求項４】
前記窒素酸化物制御部は、
前記窒素酸化物について計測された計測値が第１領域にある場合に、前記アンモニアの流量の前記指令値を前記第１指令値に切り替え、
前記窒素酸化物について計測された計測値が第２領域にある場合に、前記アンモニアの流量の前記指令値を前記第２指令値に切り替える、
請求項１から３のいずれか１項に記載の脱硝制御装置。
【請求項５】
前記窒素酸化物制御部は、前記窒素酸化物中の一酸化窒素の濃度と、前記窒素酸化物中の二酸化窒素の濃度とに基づいて、前記アンモニアの流量の前記指令値を切り替える、請求項１から４のいずれか１項に記載の脱硝制御装置。
【請求項６】
前記窒素酸化物制御部は、前記燃焼設備の燃焼モードに基づいて、前記アンモニアの流量の前記指令値を切り替える、請求項１から３のいずれか１項に記載の脱硝制御装置。
【請求項７】
前記窒素酸化物制御部は、
前記窒素酸化物の濃度または流量の前記計測値を第１計測器から取得する場合に、前記アンモニアの流量の前記指令値を前記第１指令値に切り替え、
前記窒素酸化物の濃度または流量の前記計測値を第２計測器から取得する場合に、前記アンモニアの流量の前記指令値を前記第２指令値に切り替える、
請求項１から３のいずれか１項に記載の脱硝制御装置。
【請求項８】
前記窒素酸化物制御部は、前記窒素酸化物の濃度または流量の瞬時値の前記計測値と、前記窒素酸化物の濃度または流量の瞬時値の前記指令値とに基づいて、前記アンモニアの流量の前記指令値を出力する、請求項１から７のいずれか１項に記載の脱硝制御装置。
【請求項９】
前記窒素酸化物制御部は、前記窒素酸化物の濃度または流量の移動時間平均値の前記計測値と、前記窒素酸化物の濃度または流量の移動時間平均値の前記指令値とに基づいて、前記アンモニアの流量の前記指令値を出力する、請求項１から７のいずれか１項に記載の脱硝制御装置。
【請求項１０】
燃焼設備からの排ガス中の窒素酸化物を分解する脱硝装置へのアンモニアの注入処理を制御する脱硝制御装置であって、
前記窒素酸化物についての計測値と、前記窒素酸化物についての指令値とに基づいて、前記アンモニアについての指令値を出力する窒素酸化物制御部と、
前記アンモニアについての計測値と、前記アンモニアについての前記指令値とに基づいて、前記注入処理を制御するアンモニア制御部とを備え、
前記窒素酸化物制御部は、前記アンモニアについての前記指令値を第１指令値または第２指令値に切り替え、前記第１または第２指令値を前記アンモニア制御部に出力する、脱硝制御装置。
【請求項１１】
前記窒素酸化物制御部は、前記窒素酸化物の濃度または流量の計測値と、前記窒素酸化物の濃度または流量の指令値とに基づいて、前記アンモニアの流量の指令値を出力し、
前記アンモニア制御部は、前記アンモニアの流量の計測値と、前記アンモニアの流量の前記指令値とに基づいて、前記注入処理を制御する、
請求項１０に記載の脱硝制御装置。
【請求項１２】
燃焼設備からの排ガス中の窒素酸化物を分解する脱硝装置へのアンモニアの注入処理を制御する脱硝制御方法であって、
前記窒素酸化物の濃度または流量の計測値と、前記窒素酸化物の濃度または流量の指令値とに基づいて、前記アンモニアの流量の指令値を窒素酸化物制御部から出力し、
前記アンモニアの流量の計測値と、前記アンモニアの流量の前記指令値とに基づいて、前記注入処理をアンモニア制御部により制御する、
ことを含み、
前記窒素酸化物制御部は、前記アンモニアの流量の前記指令値を第１指令値または第２指令値に切り替え、前記第１または第２指令値を前記アンモニア制御部に出力する、脱硝制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、脱硝制御装置および脱硝制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、一般的な発電プラントの構成を部分的に示すブロック図であり、具体的には、発電プラントの脱硝システムの構成を示している。
【０００３】
図４の発電プラントは、ガスタービンまたはボイラ１と、排気熱回収器２と、脱硝装置３と、脱硝制御装置４と、プラント制御装置５と、ＮＨ３（アンモニア）供給部６と、ＮＨ３流量調整弁７と、ＮＨ３流量計８とを備えている。以下、ガスタービンまたはボイラ１については、単にガスタービン１と略記する。
【０００４】
ガスタービン１などの燃焼設備は、その燃焼器から排気熱回収器２にＮＯＸ（窒素酸化物）を含む排ガスを排出する。排気熱回収器２は、ガスタービン１から排出された排ガスから排気熱を回収した後、排ガスを大気に放出する。排気熱回収器２は、ガスタービン１以外の燃焼装置から排出された排ガスから排気熱を回収してもよい。
【０００５】
ガスタービン１は、ガスタービン１の排ガス出口１ａに設けられたＯ２（酸素）濃度計１ｂとＮＯＸ濃度計１ｃとを備えている。Ｏ２濃度計１ｂは、排ガス出口１ａから排出される排ガス中のＯ２濃度を計測し、Ｏ２濃度の計測結果を脱硝制御装置４に出力する。ＮＯＸ濃度計１ｃは、排ガス出口１ａから排出される排ガス中のＮＯＸ濃度を計測し、ＮＯＸ濃度の計測結果を脱硝制御装置４に出力する。
【０００６】
ガスタービン１はさらに、排ガス流量算出部１ｅとＮＯＸ発生量推定計算部１ｆとを有するガスタービン制御装置１ｄを備えている。排ガス流量算出部１ｅは、ガスタービン１で計測される各種信号を用いて、ガスタービン１から排出される排ガスの流量（排ガス流量）を算出し、排ガス流量の算出結果を脱硝制御装置４に出力する。ＮＯＸ発生量推定計算部１ｆは、ガスタービン１で計測される各種信号を用いて、ガスタービン１におけるＮＯＸ発生量の推定値（ＮＯＸ発生量推定値）を算出し、ＮＯＸ発生量推定値の算出結果を脱硝制御装置４に出力する。
【０００７】
排気熱回収器２は、排気熱回収器２の煙突入口２ａに設けられた第１および第２濃度計２ｂ、２ｃを備えている。第１および第２濃度計２ｂ、２ｃは、ガスタービン１から排出され煙突入口２ａを通過する排ガス中のＮＯＸ濃度を計測し、ＮＯＸ濃度の計測結果を脱硝制御装置４に出力する。
【０００８】
排気熱回収器２はさらに、排気熱回収器２の排ガス入口２ｄに設けられたＮＯＸ計測部２ｅを備えている。ＮＯＸ計測部２ｅは、ガスタービン１から排出され排ガス入口２ｄを通過する排ガス中のＮＯＸ濃度を計測し、ＮＯＸ濃度の計測結果を脱硝制御装置４に出力する。排気熱回収器２はさらに、排ガス入口２ｄまたは煙突入口２ａに設けられたＯ２分析部２ｆを備えている。Ｏ２分析部２ｆは、排ガス入口２ｄまたは煙突入口２ａを通過する排ガス中のＯ２濃度を計測し、Ｏ２濃度の計測結果を脱硝制御装置４に出力する。
【０００９】
本発電プラントでは、ＮＯＸ流量に関する環境基準を踏まえ、環境汚染負担の軽減を図るために、排気熱回収器２に脱硝装置３が設置されている。脱硝装置３は、ＮＯＸを含む排ガスと、独立に供給するＮＨ３とを脱硝装置３の触媒中で反応させ、これらを触媒の作用により窒素ガス（Ｎ２）と水蒸気（Ｈ２Ｏ）とに分解する（詳細は後述）。触媒は、脱硝装置３の脱硝触媒層３ａ内に存在している。脱硝装置３の動作は、脱硝制御装置４により制御され、脱硝制御装置４の動作は、プラント制御装置５により制御される。
【００１０】
排気熱回収器２に流入した排ガスは、脱硝装置３の脱硝触媒層３ａ内に導入される。一方、ＮＨ３供給部６から供給されたＮＨ３は、ＮＨ３流量調整弁７を介して脱硝装置３内に注入される。ＮＨ３供給部６およびＮＨ３流量調整弁７から脱硝装置３へのＮＨ３の注入処理は、脱硝制御装置４により制御される。ＮＨ３流量計８は、ＮＨ３流量調整弁７と脱硝装置３との間の流路を流れるＮＨ３の流量（ＮＨ３流量）を計測し、ＮＨ３流量の計測結果を脱硝制御装置４に出力する。
【００１１】
脱硝触媒層３ａでは、排ガス中のＮＯＸが、触媒の作用によりＮＨ３と反応する。その結果、ＮＯＸとＮＨ３は窒素と水とに分解されるが、一部のＮＯＸは未反応のまま煙突入口２ａを通過して煙突から放出される。脱硝装置３により処理されて煙突入口２ａを通過する排ガスを、処理済排ガスと呼ぶ。煙突入口２ａを通過する処理済排ガス中の未反応ＮＯＸ濃度は、第１濃度計２ｂまたは第２濃度計２ｃにより計測される。
【００１２】
放出される未反応のＮＯＸは、環境影響評価法に従って、ＮＯＸ流量の移動時間平均値を制限値以下に制御することが要求される。電気事業法の第３章第２節第２款の２の「環境影響評価に関する特例（第４６条の２〜第４６条の２３）」には、環境影響評価法に従うべき旨が記載されている。
【００１３】
図５は、上記の脱硝制御装置４の構成を示すブロック図である。
【００１４】
脱硝制御装置４は、ＮＯＸ制御部４ａと、ＮＨ３制御部４ｂとを備えている。ＮＯＸ制御部４ａとＮＨ３制御部４ｂは、ガスタービン１で発生するＮＯＸに対して適切な量のＮＨ３を注入することで、煙突からのＮＯＸの排出量を目標値（指令信号）に保つために設けられており、それぞれ以下のような演算処理を行う。
【００１５】
ＮＯＸ制御部４ａは、煙突入口２ａにおけるＮＯＸ濃度の計測値（ＮＯＸ＿ＰＶ）を第１濃度計２ｂまたは第２濃度計２ｃから受信し、この計測値をＮＯＸ濃度の指令値（ＮＯＸ＿ＳＶ）に調整するようにＮＨ３流量の指令値（ＮＨ３＿ＳＶ）を算出する。この演算には、ＮＯＸ濃度の計測値の他に、ガスタービン１におけるＯ２濃度、ＮＯＸ濃度、または排ガス流量の計測値、プラント制御装置５からの発電機出力指令値または負荷指令値（ＭＷＤ：Mega Watt Demand）等を用いてもよい。図５は、ＮＯＸ制御部４ａの作用を関数Ｃａ(ｓ)で示している。
【００１６】
ＮＨ３制御部４ｂは、ＮＨ３流量の指令値をＮＯＸ制御部４ａから受信し、ＮＨ３流量の計測値（ＮＨ３＿ＰＶ）をＮＨ３流量計８から受信し、これら指令値と計測値との偏差がゼロに近付くようにＮＨ３流量調節弁７を開閉する。具体的には、ＮＨ３制御部４ｂは、この偏差がゼロに近付くように、ＮＨ３流量調節弁７への開度指令値（ＮＨ３＿ＭＶ）を算出して出力する。図５は、ＮＨ３制御部４ｂの作用を関数Ｃｂ(ｓ)で示している。
【００１７】
図５はさらに、脱硝装置３等による脱硝プロセスを関数Ｇ(ｓ)でモデル化している。具体的には、ＮＨ３流量調節弁７の開度が開度指令値により制御され、ＮＨ３流量調節弁７を通過したＮＨ３により脱硝装置３が動作し、第１濃度計２ｂまたは第２濃度計２ｃがＮＯＸ濃度の計測値（ＮＯＸ＿ＰＶ）を出力し、ＮＨ３流量計８がＮＨ３流量の計測値（ＮＨ３＿ＰＶ）を出力する。関数Ｇ(ｓ)は、この脱硝プロセスをモデル化したものである。
【００１８】
脱硝制御装置４は、ＮＯＸ濃度の移動時間平均値の制御ブロックと、ＮＯＸ濃度の瞬時値の制御ブロックと、ＮＨ３流量の制御ブロックとを、カスケード型に接続して構成するのが一般的である。移動時間平均値の例は、１時間値、２０分間値、５分間値などである。
【００１９】
以下では、ＮＯＸ制御部４ａがＮＯＸ濃度の瞬時値を制御し、ＮＨ３制御部４ｂがＮＨ３流量を制御する場合について説明するが、以下の説明は、ＮＯＸ制御部４ａが、ＮＯＸ濃度の移動時間平均値を制御する場合や、ＮＯＸ濃度の移動時間平均値と瞬時値とを制御する場合にも適用可能である。
【００２０】
なお、ＮＯＸに関する瞬時値制御では、ＮＯＸ濃度の代わりに、ＮＯＸ排出量を表すその他の物理量を使用してもよい。このような物理量の例は、ＮＯＸ流量である。この場合には、ＮＯＸ流量の瞬時値が制御対象となる。これは、ＮＯＸに関する移動時間平均値の制御でも同様である。以下の説明は、ＮＯＸ制御部４ａが、ＮＯＸ濃度を制御する場合だけでなく、その他のＮＯＸ排出量を制御する場合にも適用可能である。
【００２１】
図５は、ＮＯＸ制御部４ａがＮＯＸ濃度の瞬時値を制御する作用を関数Ｃａ(ｓ)で表し、ＮＨ３制御部４ｂがＮＨ３流量を制御する作用をＣｂ(ｓ)で表している。関数Ｃａ(ｓ)や関数Ｃｂ(ｓ)は、線形伝達関数でなくてもよく、切替機や関数発生器などの非線形要素を含んでいてもよい。同様に、制御対象である脱硝プロセスを表す関数Ｇ(ｓ)も、線形伝達関数でなくてもよく、非線形関数や掛け算や割り算などの計算式で表してもよい。
【００２２】
ＮＯＸ濃度の瞬時値制御では、ＮＯＸ濃度の計測値（ＮＯＸ＿ＰＶ）がＮＯＸ濃度の指令値（ＮＯＸ＿ＳＶ）と一致するように、ＮＨ３流量の指令値（ＮＨ３＿ＳＶ）を増減させて出力する。ＮＨ３流量の制御では、ＮＨ３流量の計測値（ＮＨ３＿ＰＶ）がＮＨ３流量の指令値（ＮＨ３＿ＳＶ）と一致するように、ＮＨ３流量調節弁７への開度指令値（ＮＨ３＿ＭＶ）を増減させて出力する。
【００２３】
図５の関数Ｇ(ｓ)に示すように、脱硝プロセスには、この開度指令値と、計測できない外乱（ｄ１〜ｄｍ−１）と、計測できる外乱（ｄｍ〜ｄｎ）とが入力する。ｍおよびｎは２以上の整数である。
【００２４】
ＮＯＸ濃度の瞬時値制御とＮＨ３流量の制御は、計測できる外乱のいくつかを使用して行うのが一般的である。計測できる外乱の例は、排ガス流量、排ガス温度、触媒温度、湿度などである。また、ガスタービン１で計測されるＮＯＸ発生量（例えば、ＮＯＸ発生流量やＮＯＸ発生濃度）は、後述する時間遅れを経て計測可能であるため、計測できる外乱として使用してもよい。
【００２５】
図６は、上記の脱硝制御装置４の詳細を説明するためのブロック図である。
【００２６】
図６に示す符号Ｐは、ＮＯＸ濃度の瞬時値制御（ＮＯＸ制御部４ａ）からみた制御対象を表し、具体的には、ＮＨ３流量の制御（ＮＨ３制御部４ｂ）と、脱硝プロセス（脱硝装置３等）とを表している。制御対象Ｐの入力は、ＮＨ３流量の指令値（ＮＨ３＿ＳＶ）と、外乱信号（ｄ１〜ｄｎ）であり、制御対象Ｐの出力は、ＮＯＸ濃度の計測値（ＮＯＸ＿ＰＶ）である。
【００２７】
関数Ｇ１(ｓ)は、制御対象ＰにＮＨ３＿ＳＶが入力してから、このＮＨ３＿ＳＶに応じたＮＨ３が触媒に到達するまでの時間遅れを表す。この時間遅れの例は、ＮＨ３流量調節弁７の動作遅れや、ＮＨ３ガスの流れの動特性に伴う遅れである。
【００２８】
触媒上では複雑な反応式により脱硝反応が発生する。このときの量論的化学反応式は、以下のように予想される。
４ＮＯ ＋ ４ＮＨ３ ＋ Ｏ２ → ４Ｎ２ ＋ ６Ｈ２Ｏ  ・・・（１）
ＮＯ ＋ ＮＯ２ ＋ ２ＮＨ３ → ２Ｎ２ ＋ ３Ｈ２Ｏ  ・・・（２）
６ＮＯ２ ＋ ８ＮＨ３ → ７Ｎ２ ＋ １２Ｈ２Ｏ  ・・・（３）
【００２９】
関数Ｇ２(ｓ)は、これらの反応の動特性に伴う時間遅れを表す。なお、触媒上の反応量の静特性については、関数Ｇ１(ｓ)と関数Ｇ２(ｓ)との間の「非線形な反応特性」で考慮されている。
【００３０】
排ガスが触媒を通過する時間内には、たとえＮＨ３が豊富に存在したとしても脱硝反応は１００％は進まず、未反応のＮＯＸ（ＮＯＸ＿ｏｕｔ）が残存する。第１濃度計２ｂまたは第２濃度計２ｃは、未反応のＮＯＸ濃度を計測し、ＮＯＸ濃度の計測値（ＮＯＸ＿ＰＶ）を取得する。関数Ｇ３(ｓ)は、この計測に伴う時間遅れを表す。
【００３１】
火力発電所の煙突から排出される排ガス中のＮＯＸ濃度は、近年、数ｐｐｍから数１０ｐｐｍ程度とすることが要求されている。このような低濃度のＮＯＸ濃度を精度良く計測するため、第１濃度計２ｂまたは第２濃度計２ｃとして専用の計測装置が用いられる。この計測装置では、排ガスの一部をサンプリングして連続分析を行うが、この際に、６０〜２００秒程度のサンプリングによる無駄時間と、数１０〜数１００秒程度の分析時間遅れが発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３２】
【特許文献１】特許第４６９０６０６号公報
【特許文献２】特許第２７７２２３３号公報
【特許文献３】特開２００８−１１９６５１号公報
【非特許文献】
【００３３】
【非特許文献１】清澤他「地球環境にやさしい火力発電プラント向け多機能型脱硝触媒と使用済み触媒の再利用技術」、三菱重工技報、vol.49, No.1 pp.99/102 (2012)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３４】
近年、自然エネルギーを利用した発電形態の増加に伴い、火力発電プラントの運用範囲の拡大が検討されている。理由は、自然エネルギー発電だけでは発電量が安定しない場合が多いことから、自然エネルギー発電と火力発電とを併用することが検討されているからである。
【００３５】
従来の火力発電機は、ＮＯ（一酸化窒素）やＮＯ２（二酸化窒素）を含むＮＯＸ全体の発生量が少なく、かつＮＯ２単独の発生量も少ない運転条件でのみ運用されることが一般的であった。しかしながら、自然エネルギー発電と火力発電とを併用する場合には、ガスタービン１が低負荷で運転される場合があり、低負荷運転の場合は、ＮＯＸ発生量の多い運転領域（高ＮＯＸ領域）や、ＮＯ２発生量の多い運転領域（高ＮＯ２領域）となる。
【００３６】
従来の脱硝触媒は、ＮＯに対して脱硝性能を発揮するよう作られてきたため、高ＮＯ２領域では低ＮＯ２領域に比べて触媒反応に長時間かかることが知られている。これに対して応答性の早い触媒が提案されているが、このような新しい触媒を利用していないプラントでも、高ＮＯ２領域の排ガスを脱硝制御の対象とすることが必要になっている。
【００３７】
低ＮＯ２領域と高ＮＯ２領域の排ガスを脱硝制御の対象とする場合には、脱硝制御装置４にとっては、触媒反応の動特性（図６の「非線形な反応特性」や関数Ｇ２(ｓ)に依存）が運転領域によって大きく異なることになる。一般に、制御対象に大きな動特性変化があると、単純な構造の制御では制御性が劣化し、制御が不安定になる。よって、低ＮＯ２領域と高ＮＯ２領域の排ガスを脱硝制御の対象とする場合には、脱硝制御装置４による制御を安定化させる手法が求められる。具体的には、低ＮＯ２領域と高ＮＯ２領域の動特性の差に対応可能な脱硝制御装置４を実現することが求められる。
【００３８】
また、脱硝システムのＮＯＸ計測装置（ＮＯＸ濃度計やＮＯＸ流量計）は、計測精度を保つために定期的に校正ガスによる校正が行われる。この校正中は、ＮＯＸ排出量（ＮＯＸ濃度やＮＯＸ流量）を計測することができず、脱硝制御装置４にＮＯＸ排出量の計測値を出力することができない。そこで、脱硝システムは同じ種類のＮＯＸ計測装置を複数台備えていることが望ましい。
【００３９】
そのため、上述の脱硝システムは、処理済排ガス中のＮＯＸ濃度を計測するために第１および第２濃度計２ｂ、２ｃを備えている。この場合、第１濃度計２ｂの校正中には、第２濃度計２ｃから脱硝制御装置４にＮＯＸ排出量の計測値を出力することができる。同様に、第２濃度計２ｃの校正中には、第１濃度計２ｂから脱硝制御装置４にＮＯＸ排出量の計測値を出力することができる。
【００４０】
しかしながら、この場合には、第１濃度計２ｂと第２濃度計２ｃの応答時間の違いが問題となる。よって、第１濃度計２ｂと第２濃度計２ｃの動特性の差に対応可能な脱硝制御装置４を実現することが求められる。
【００４１】
なお、脱硝システムに同じ種類のＮＯＸ計測装置を複数台設置する場合には、設置のために大きなコストがかかる。そこで、第１濃度計２ｂをＮＯＸ専用の分析装置、第２濃度計２ｃをＮＨ３とＮＯＸを同時に分析できる分析装置とするように、第１および第２濃度計２ｂ、２ｃを異なる機構の分析装置とすることが考えられる。この場合にも、第１濃度計２ｂと第２濃度計２ｃの応答時間の違いが問題となる。
【００４２】
このように、低ＮＯ２領域と高ＮＯ２領域の動特性の差や、第１濃度計２ｂと第２濃度計２ｃの動特性の差に対応可能な制御性能の良い脱硝制御装置４を実現することが求められる。以下、このような動特性の変化がある場合には、良好な制御性能を保つことが難しいということを数値例で示す。
【００４３】
図７は、上記の脱硝制御装置４の動作を説明するためのブロック図である。
【００４４】
図７は、図６と同様に、ＮＯＸ濃度の瞬時値制御（ＮＯＸ制御部４ａ）からみた制御対象Ｐを表しているが、議論を簡単にするため、「非線形な反応特性」は一定値Ｋと近似し、外乱も一定値と近似している。また、図６の関数Ｇ１(ｓ)については、ＮＨ３＿ＰＶが出力され自身に入力するループとなっているが、図７ではこのループを関数Ｇ１(ｓ)中に含む形で関数Ｇ１(ｓ)を関数Ｇ１’(ｓ)と書き直していることに留意されたい。
【００４５】
図８は、上記の脱硝制御装置４の動作を説明するための表である。
【００４６】
図８は、図６の制御対象Ｐの動特性の２つの例（動特性１、２）を示しており、これらの例に示す関数は、制御対象Ｐの各要素を無駄時間と１次遅れで近似したときの典型的な関数を示している。動特性１、２を比較すると、Ｇ１’(ｓ)の関数形とＫの値は両特性間で共通であるが、Ｇ２(ｓ)の関数形とＧ３(ｓ)の関数形は両特性間で相違している。
【００４７】
図９は、上記の脱硝制御装置４の動作を説明するためのグラフである。
【００４８】
図９は、制御対象Ｐが動特性１を有するときにＮＯＸ＿ＰＶがＮＯＸ＿ＳＶに追従するように設計された脱硝制御装置４を用いた場合において、制御対象Ｐの動特性が変化した場合のＮＯＸ＿ＳＶとＮＯＸ＿ＰＶの時間変化のシミュレーション結果を示している。図９において、時刻０秒〜３０００秒の間は制御対象Ｐの動特性を動特性１とし、時刻３０００秒以降は制御対象Ｐの動特性を動特性２としている。脱硝制御装置４としては、時刻にかかわらず、動特性１に対して設計されたものを使用している。
【００４９】
このシミュレーション結果では、時刻０秒〜３０００秒までは、ＮＯＸ＿ＳＶの変化に追従するようにＮＯＸ＿ＰＶの変化が発生しており、良好な制御が達成されていると判断できる。しかしながら、時刻３０００秒以降はＮＯＸ＿ＳＶとＮＯＸ＿ＰＶがかい離しており、さらにはＮＯＸ＿ＰＶが振動的で発散していく傾向が表れており、良好な制御が行われていないと判断できる。
【００５０】
このことから、制御対象Ｐに動特性の変化がある場合に、脱硝制御装置４の良好な制御性能を保つことが難しいということが分かる。
【００５１】
そこで、本発明の実施形態は、制御対象の動特性が変化しても良好な脱硝制御を行うことが可能な脱硝制御装置および脱硝制御方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００５２】
一の実施形態によれば、燃焼設備からの排ガス中の窒素酸化物を分解する脱硝装置へのアンモニアの注入処理を制御する脱硝制御装置は、前記窒素酸化物の濃度または流量の計測値と、前記窒素酸化物の濃度または流量の指令値とに基づいて、前記アンモニアの流量の指令値を出力する窒素酸化物制御部を備える。前記脱硝制御装置はさらに、前記アンモニアの流量の計測値と、前記アンモニアの流量の前記指令値とに基づいて、前記注入処理を制御するアンモニア制御部を備える。前記窒素酸化物制御部は、前記アンモニアの流量の前記指令値を第１指令値または第２指令値に切り替え、前記第１または第２指令値を前記アンモニア制御部に出力する。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】第１実施形態の脱硝制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態の脱硝制御装置の動作を説明するためのグラフである。
【図３】第２実施形態の脱硝制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】一般的な発電プラントの構成を部分的に示すブロック図である。
【図５】図４の脱硝制御装置の構成を示すブロック図である。
【図６】図４の脱硝制御装置の詳細を説明するためのブロック図である。
【図７】図４の脱硝制御装置の動作を説明するためのブロック図である。
【図８】図４の脱硝制御装置の動作を説明するための表である。
【図９】図４の脱硝制御装置の動作を説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１〜図３では、図４〜図９に示す構成要素と同一または類似の構成要素に同一の符号を付し、図４〜図９の説明と重複する説明は省略する。
【００５５】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の脱硝制御装置４の構成を示すブロック図である。
【００５６】
図１の脱硝制御装置４は、例えば図４の発電プラントに設けられており、ＮＯＸ制御部４ａと、ＮＨ３制御部４ｂとを備えている。ＮＯＸ制御部４ａは、第１制御部１１と、第２制御部１２と、切替スイッチ１３と、切替制御部１４とを備えている。切替スイッチ１３および切替制御部１４は、切替部の一例である。
【００５７】
ＮＯＸ制御部４ａは、煙突入口２ａにおけるＮＯＸ濃度の計測値（ＮＯＸ＿ＰＶ）を第１濃度計２ｂから受信し、この計測値をＮＯＸ濃度の指令値（ＮＯＸ＿ＳＶ）に調整するようにＮＨ３流量の指令値（ＮＨ３＿ＳＶ）を算出する。これらの指令値は、設定値とも呼ばれる。ＮＯＸ制御部４ａは、この計測値を第２濃度計２ｃから受信してもよいが、第１および第２濃度計２ｂ、２ｃを併用する例については後述する。
【００５８】
ＮＨ３制御部４ｂは、ＮＨ３流量の指令値をＮＯＸ制御部４ａから受信し、ＮＨ３流量の計測値（ＮＨ３＿ＰＶ）をＮＨ３流量計８から受信し、これら指令値と計測値との偏差がゼロに近付くようにＮＨ３流量調節弁７を開閉する。具体的には、ＮＨ３制御部４ｂは、この偏差がゼロに近付くように、ＮＨ３流量調節弁７への開度指令値（ＮＨ３＿ＭＶ）を算出して出力する。
【００５９】
図１に示す「脱硝装置３」は、脱硝装置３等による脱硝プロセスをモデル化して示したものである。この脱硝プロセスでは、ＮＨ３流量調節弁７の開度が開度指令値により制御され、ＮＨ３流量調節弁７を通過したＮＨ３により脱硝装置３が動作し、第１濃度計２ｂがＮＯＸ濃度の計測値（ＮＯＸ＿ＰＶ）を出力し、ＮＨ３流量計８がＮＨ３流量の計測値（ＮＨ３＿ＰＶ）を出力する。上述のように、ＮＯＸ濃度の計測値はＮＯＸ制御部４ａに送信され、ＮＨ３流量の計測値はＮＨ３制御部４ｂに送信される。
【００６０】
本実施形態のＮＯＸ制御部４ａは、ＮＯＸ濃度の瞬時値を制御する。具体的には、ＮＯＸ制御部４ａは、ＮＯＸ濃度の瞬時値の計測値を第１濃度計２ｂから受信し、この計測値をＮＯＸ濃度の瞬時値の指令値に調整するようにＮＨ３流量の指令値を算出する。以下、このＮＯＸ制御部４ａの詳細について説明する。
【００６１】
第１および第２制御部１１、１２はいずれも、煙突入口２ａにおけるＮＯＸ濃度の計測値を第１濃度計２ｂから受信し、この計測値をＮＯＸ濃度の指令値に調整するようにＮＨ３流量の指令値を算出する。第１制御部１１は、ＮＨ３流量の指令値として第１指令値Ｖ１を出力し、第２制御部１２は、ＮＨ３流量の指令値として第２指令値Ｖ２を出力する。
【００６２】
第１制御部１１は、ＮＯ２発生量の少ない運転領域（低ＮＯ２領域）に適した動作をするように構成されており、例えば、上述の「動特性１」に適した動作をするように構成されている。図１は、第１制御部１１の作用を関数Ｃ１(ｓ)で示している。第１制御部１１により算出された第１指令値Ｖ１は、切替スイッチ１３に出力される。
【００６３】
第２制御部１２は、ＮＯ２発生量の多い運転領域（高ＮＯ２領域）に適した動作をするように構成されており、例えば、上述の「動特性２」に適した動作をするように構成されている。図１は、第２制御部１２の作用を関数Ｃ２(ｓ)で示している。第２制御部１２により算出された第２指令値Ｖ２は、切替スイッチ１３に出力される。
【００６４】
切替スイッチ１３は、ＮＨ３流量の指令値を第１指令値Ｖ１または第２指令値Ｖ２に切り替え、第１指令値Ｖ１または第２指令値Ｖ２をＮＨ３制御部４ｂに出力する。切替スイッチ１３は、この切り替えを切替制御部１４からの切替信号に応じて実行する。
【００６５】
切替制御部１４は、ガスタービン１から排出される排ガス中のＮＯ濃度やＮＯ２濃度の計測値をＮＯＸ濃度計１ｃから受信する。そして、切替制御部１４は、ＮＯ２濃度の計測値が低ＮＯ２領域にある場合には、ＮＨ３流量の指令値を第１指令値Ｖ１に切り替えるように切替信号を出力する。また、切替制御部１４は、ＮＯ２濃度の計測値が高ＮＯ２領域にある場合には、ＮＨ３流量の指令値を第２指令値Ｖ２に切り替えるように切替信号を出力する。
【００６６】
その結果、ＮＯ２濃度の計測値が低ＮＯ２領域にある場合には、切替スイッチ１３からＮＨ３制御部４ｂに第１指令値Ｖ１が出力される。また、ＮＯ２濃度の計測値が高ＮＯ２領域にある場合には、切替スイッチ１３からＮＨ３制御部４ｂに第２指令値Ｖ２が出力される。
【００６７】
切替信号の生成方法には、種々の例が考えられる。
【００６８】
第１の例では、ＮＯ２濃度の計測値が閾値よりも低い場合に、ＮＯ２濃度の計測値が低ＮＯ２領域にあると判断され、切替信号がローに設定される。その結果、切替スイッチ１３から第１指令値Ｖ１が出力される。また、ＮＯ２濃度の計測値が閾値よりも高い場合に、ＮＯ２濃度の計測値が高ＮＯ２領域にあると判断され、切替信号がハイに設定される。その結果、切替スイッチ１３から第２指令値Ｖ２が出力される。
【００６９】
第２の例では、切替制御部１４は、ＮＯ濃度の計測値と、ＮＯ２濃度の計測値とを用いて、ＮＯ濃度とＮＯ２濃度の合計に占めるＮＯ２濃度の比率を算出する。この比率の算出式は「ＮＯ２濃度／（ＮＯ濃度＋ＮＯ２濃度）」である。そして、比率が閾値よりも低い場合に、ＮＯ２濃度の計測値が低ＮＯ２領域にあると判断され、切替信号「ロー」に応じて切替スイッチ１３から第１指令値Ｖ１が出力される。また、比率が閾値よりも高い場合に、ＮＯ２濃度の計測値が高ＮＯ２領域にあると判断され、切替信号「ハイ」に応じて切替スイッチ１３から第２指令値Ｖ２が出力される。閾値の例は０．５である。
【００７０】
第３の例では、ＮＯＸ濃度計１ｃから出力された計測値ではなく、プラント制御装置５から出力された燃焼モード切替信号が使用される。プラント制御装置５は、ガスタービン１の燃焼モードを切り替える場合に、燃焼モードの切替を要求する燃焼モード切替信号をガスタービン１に出力する。燃焼モードの例は、ガスタービン１に低ＮＯ２領域での運転を要求する低ＮＯ２モードや、ガスタービン１に高ＮＯ２領域での運転を要求する高ＮＯ２モードである。そして、切替制御部１４は、燃焼モード切替信号をプラント制御装置５から受信し、燃焼モード切替信号が低ＮＯ２モードを示す場合には切替信号を「ロー」に切り替え、燃焼モード切替信号が高ＮＯ２モードを示す場合には切替信号を「ハイ」に切り替える。前者の場合には、切替スイッチ１３から第１指令値Ｖ１が出力され、後者の場合には、切替スイッチ１３から第２指令値Ｖ２が出力される。
【００７１】
切替制御部１４は、切替信号を第１〜第３の例のいずれにより生成してもよいし、その他の方法により生成してもよい。第１および第２の例には例えば、プラント制御装置５からの信号によらずに切替が可能という利点がある。第３の例には例えば、ガスタービン１での濃度計測が不要になるため、高速に切替が可能という利点がある。なお、第１の例や第３の例を採用する場合には、切替制御部１４は、ＮＯ２濃度の計測値や燃焼モード切替信号を、そのまま切替信号として切替スイッチ１３に出力してもよい。
【００７２】
次に、第１および第２制御部１１、１２の具体例や変形例について説明する。
【００７３】
第１および第２制御部１１、１２の例としては、ＰＩ（Proportional-Integral）コントローラやＰＩＤ（Proportional-Integral-Differential）コントローラなど、積分器を持つコントローラが挙げられる。この場合、積分器のワインドアップ動作を防止するために、図１に示すように、切替スイッチ１３から出力されたＮＨ３流量の指令値を、第１および第２制御部１１、１２にフィードバックすることが望ましい。この場合、積分器の信号をトラッキングさせることにより、積分器のワインドアップ動作を防止することができる。
【００７４】
また、ＮＯＸ制御部４ａは、ＮＯＸ濃度の瞬時値を制御する代わりに、ＮＯＸ濃度の移動時間平均値を制御してもよい。この場合、ＮＯＸ制御部４ａは、ＮＯＸ濃度の移動時間平均値の計測値を第１濃度計２ｂから受信し、この計測値をＮＯＸ濃度の移動時間平均値の指令値に調整するようにＮＨ３流量の指令値を算出する。
【００７５】
また、ＮＯＸ制御部４ａは、ＮＯＸ濃度の瞬時値制御と移動時間平均値制御とをカスケード構成で行ってもよい。この場合、第１制御部１１は、瞬時値制御用の制御部と移動時間平均値制御用の制御部とを含むよう構成され、第２制御部１２も同様に、瞬時値制御用の制御部と移動時間平均値制御用の制御部とを含むよう構成される。
【００７６】
また、ＮＯＸ制御部４ａは、ＮＯＸ濃度を制御する代わりに、ＮＯＸについてのその他の物理量を制御してもよい。このような物理量の例は、ＮＯＸ流量である。この場合、ＮＯＸ制御部４ａは、ＮＯＸ流量の計測値を第１濃度計２ｂに代わる流量計から受信し、この計測値をＮＯＸ流量の指令値に調整するようにＮＨ３流量の指令値を算出する。
【００７７】
本実施形態のＮＯＸ制御部４ａは、低ＮＯ２領域と高ＮＯ２領域という２つの領域を取り扱うため、第１および第２制御部１１、１２という２つの制御部を備えている。ここで、ＮＯＸ制御部４ａは、Ｎ個（Ｎは３以上の整数）の領域を取り扱う場合には、Ｎ個の制御部を備えていてもよい。このような領域の例は、低ＮＯ２領域、中ＮＯ２領域、および高ＮＯ２領域という３つの領域である。この場合、切替スイッチ１３は、Ｎ個の制御部からＮ個の指令値を受信し、切替信号に応じてＮ個の指令値のうちの１つをＮＨ３制御部４ｂに出力する。
【００７８】
また、ＮＯＸ制御部４ａは、本実施形態ではＮＯ２発生量の違いにより第１および第２制御部１１、１２を使い分けているが、その他の状況の違いにより第１および第２制御部１１、１２を使い分けてもよい。例えば、ＮＯＸ制御部４ａは、第１濃度計２ｂからのＮＯＸ濃度の計測値を使用するか、第２濃度計２ｃからのＮＯＸ濃度の計測値を使用するかにより、第１および第２制御部１１、１２を使い分けてもよい。
【００７９】
この場合、第１制御部１１は、第１濃度計２ｂからのＮＯＸ濃度の計測値に適した動作をするように構成され、切替スイッチ１３に対し第１指令値Ｖ１を出力する。また、第２制御部１２は、第２濃度計２ｃからのＮＯＸ濃度の計測値に適した動作をするように構成され、切替スイッチ１３に対し第２指令値Ｖ２を出力する。切替制御部１４は例えば、ＮＯＸ濃度の計測値の発信先（第１または第２濃度計２ｂ、２ｃ）を示す信号を、第１濃度計２ｂ、第２濃度計２ｃ、またはプラント制御装置５から受信し、発信先が第１濃度計２ｂの場合には切替信号を「ロー」に設定し、発信先が第２濃度計２ｃの場合には切替信号を「ハイ」に設定する。切替スイッチ１３は、切替信号に応じて第１または第２指令値Ｖ１、Ｖ２をＮＨ３制御部４ｂに出力する。
【００８０】
なお、瞬時値、移動時間平均値、ＮＯＸ流量、Ｎ個の制御部などの上記の説明は、第１および第２濃度計２ｂ、２ｃを使い分ける場合にも同様に適用可能である。例えば、煙突入口２ａにおけるＮＯＸ濃度を計測するＮ個の濃度計が設けられている場合には、ＮＯＸ制御部４ａはＮ個の制御部を備えていてもよい。
【００８１】
また、ＮＯＸ制御部４ａは、ＮＯＸ濃度の複数の領域と、ＮＯＸ濃度を計測する複数の濃度計の両方を取り扱うよう構成されていてもよい。領域の違いによる動特性の変化は関数Ｇ２(ｓ)に発生し、濃度計の違いによる動特性の変化は関数Ｇ３(ｓ)に発生するため、これらの違いは独立に動特性に影響する。よって、ＮＯＸ制御部４ａは、領域の種類と濃度計の種類の組合せの数だけ制御部を備えていれば、両方の変化に対応可能である。
【００８２】
図２は、第１実施形態の脱硝制御装置４の動作を説明するためのグラフである。
【００８３】
図２は、本実施形態におけるＮＯＸ＿ＳＶとＮＯＸ＿ＰＶの時間変化のシミュレーション結果を示している。図２において、ガスタービン１は、時間３０００秒までは低ＮＯ２領域で運転され、時間３０００秒からは高ＮＯ２領域で運転されている。また、切替スイッチ１３は、時間３０００秒までは第１指令値Ｖ１を出力しているが、時間３０００秒からは第２指令値Ｖ２を出力している。すなわち、低ＮＯ２領域での運転から高ＮＯ２領域での運転への変化に伴い、ＮＨ３＿ＳＶが第１指令値Ｖ１から第２指令値Ｖ２に切り替えられている。
【００８４】
その結果、図２のＮＯＸ＿ＰＶは、３０００秒からその波形が変化しているが、３０００秒後も安定的に変化していることが分かる。具体的には、ＮＯＸ＿ＰＶがＮＯＸ＿ＳＶの変化に追従するように変化している。このように、本実施形態では、制御対象に動特性の変化があっても、脱硝制御装置４の良好な制御性能を保つことができる。
【００８５】
以上のように、本実施形態のＮＯＸ制御部４ａは、低ＮＯ２領域に適するように動作する第１制御部１１と、高ＮＯ２領域に適するように動作する第２制御部１２とを備え、ＮＯＸ濃度の領域の違いにより第１および第２制御部１１、１２を使い分ける。よって、本実施形態によれば、ガスタービン１からのＮＯ２発生量が変化しても、良好な脱硝制御を行うことが可能となる。
【００８６】
また、本実施形態のＮＯＸ制御部４ａは、第１濃度計２ｂに適するように動作する第１制御部１１と、第２濃度計２ｃに適するように動作する第２制御部１２とを備えていてもよい。この場合、第１または第２濃度計２ｂ、２ｃを校正するために、使用する濃度計を一方の濃度計から他方の濃度計に切り替える場合においても、良好な脱硝制御を行うことが可能となる。
【００８７】
このように、本実施形態によれば、制御対象の動特性が変化しても、脱硝制御装置４による良好な脱硝制御を行うことが可能となる。
【００８８】
なお、脱硝制御装置４は、１個の制御盤や１台のコンピュータなど、１個の計算装置により構成してもよいし、複数の計算装置により構成してもよい。例えば、後者の場合の脱硝制御装置４は、ＮＯＸ制御部４ａの機能とＮＨ３制御部４ｂの一部の機能とを有する専用機と、ＮＨ３制御部４ｂの残りの機能を有する汎用機により構成してもよい。このような汎用機の例は、ＮＨ３流量調整弁７に付随するバルブコントローラである。この場合、専用機の方を脱硝制御装置４ととらえ、汎用機の方を脱硝制御装置４の周辺機器ととらえることも可能である。
【００８９】
（第２実施形態）
図３は、第２実施形態の脱硝制御装置４の構成を示すブロック図である。
【００９０】
図３の脱硝制御装置４は、図１に示す構成要素に加え、出力部の一例である積分器１５を備えている。
【００９１】
本実施形態の第１および第２制御部１１、１２は、速度型で構成されている。具体的には、第１および第２制御部１１、１２はいずれも、ＮＯＸ濃度の計測値（ＮＯＸ＿ＰＶ）を第１濃度計２ｂから受信し、この計測値をＮＯＸ濃度の指令値（ＮＯＸ＿ＳＶ）に調整するようにＮＨ３流量の指令値（ＮＨ３＿ＳＶ）の変化量（増減分）を算出する。第１制御部１１は、ＮＨ３流量の指令値の変化量として第１指令値Ｖ１の変化量ΔＶ１を出力し、第２制御部１２は、ＮＨ３流量の指令値の変化量として第２指令値Ｖ２の変化量ΔＶ２を出力する。以下、変化量ΔＶ１を第１変化量と呼び、変化量ΔＶ２を第２変化量と呼ぶ。
【００９２】
第１制御部１１は、ＮＯ２発生量の少ない運転領域（低ＮＯ２領域）に適した動作をするように構成されており、例えば、上述の「動特性１」に適した動作をするように構成されている。図３は、第１制御部１１の作用を関数Ｃ１(ｓ)で示している。第１制御部１１により算出された第１変化量ΔＶ１は、切替スイッチ１３に出力される。
【００９３】
第２制御部１２は、ＮＯ２発生量の多い運転領域（高ＮＯ２領域）に適した動作をするように構成されており、例えば、上述の「動特性２」に適した動作をするように構成されている。図３は、第２制御部１２の作用を関数Ｃ２(ｓ)で示している。第２制御部１２により算出された第２変化量ΔＶ２は、切替スイッチ１３に出力される。
【００９４】
切替スイッチ１３は、ＮＨ３流量の指令値の変化量を第１または第２変化量ΔＶ１、ΔＶ２に切り替え、第１または第２変化量ΔＶ１、ΔＶ２を積分器１５に出力する。切替スイッチ１３は、この切り替えを切替制御部１４からの切替信号に応じて実行する。
【００９５】
切替制御部１４は、ガスタービン１から排出される排ガス中のＮＯ濃度やＮＯ２濃度の計測値をＮＯＸ濃度計１ｃから受信する。そして、切替制御部１４は、ＮＯ２濃度の計測値が低ＮＯ２領域にある場合には、ＮＨ３流量の指令値の変化量を第１変化量ΔＶ１に切り替えるように切替信号を出力する。また、切替制御部１４は、ＮＯ２濃度の計測値が高ＮＯ２領域にある場合には、ＮＨ３流量の指令値の変化量を第２変化量ΔＶ２に切り替えるように切替信号を出力する。
【００９６】
その結果、ＮＯ２濃度の計測値が低ＮＯ２領域にある場合には、切替スイッチ１３から積分器１５に第１変化量ΔＶ１が出力される。また、ＮＯ２濃度の計測値が高ＮＯ２領域にある場合には、切替スイッチ１３から積分器１５に第２変化量ΔＶ２が出力される。図３に示す符号ΔＶは、切替スイッチ１３から積分器１５に出力される変化量（第１または第２変化量ΔＶ１、ΔＶ２）を示している。
【００９７】
積分器１５は、切替スイッチ１３から受信した変化量ΔＶを積分して、ＮＨ３流量の指令値（ＮＨ３＿ＳＶ）を算出する。その結果、変化量ΔＶが第１変化量ΔＶ１の場合には第１指令値Ｖ１が算出され、変化量ΔＶが第２変化量ΔＶ２の場合には第２指令値Ｖ２が算出される。積分器１５は、ＮＨ３制御部４ｂにＮＨ３流量の指令値として第１または第２指令値Ｖ１、Ｖ２を出力する。
【００９８】
なお、切替信号の生成方法、瞬時値、移動時間平均値、ＮＯＸ流量、Ｎ個の制御部などに関する第１実施形態の説明は、本実施形態にも同様に適用可能である。
【００９９】
以上のように、本実施形態の第１および第２制御部１１、１２は、速度型で構成されている。この場合、第１および第２制御部１１、１２をＰＩコントローラまたはＰＩＤコントローラで構成する場合には、ＮＨ３流量の指令値を積分器１５から第１および第２制御部１１、１２にフィードバックする信号経路は設けなくてもよい。一方、第１および第２制御部１１、１２を最適レギュレータまたはモデル予測制御機構で構成する場合には、第１および第２制御部１１、１２による制御にＮＨ３流量の指令値を用いるため、ＮＨ３流量の指令値を積分器１５から第１および第２制御部１１、１２にフィードバックすることが求められる。
【０１００】
本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、制御対象の動特性が変化しても、脱硝制御装置４による良好な脱硝制御を行うことが可能となる。
【０１０１】
以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規な装置および方法は、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明した装置および方法の形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲およびこれに均等な範囲は、発明の範囲や要旨に含まれるこのような形態や変形例を含むように意図されている。
【符号の説明】
【０１０２】
１：ガスタービンまたはボイラ、１ａ：排ガス出口、１ｂ：Ｏ２濃度計、
１ｃ：ＮＯＸ濃度計、１ｄ：タービン制御装置、１ｅ：排ガス流量算出部、
１ｆ：ＮＯＸ発生量推定計算部、２：排気熱回収器、２ａ：煙突入口、
２ｂ：第１濃度計、２ｃ：第２濃度計、３：脱硝装置、３ａ：脱硝触媒層、
４：脱硝制御装置、４ａ：ＮＯＸ制御部、４ｂ：ＮＨ３制御部、
５：プラント制御装置、６：ＮＨ３供給部、７：ＮＨ３流量調整弁、
８：ＮＨ３流量計、１１：第１制御部、１２：第２制御部、
１３：切替スイッチ、１４：切替制御部、１５：積分器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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