(57)【要約】【課題】  大気中における汚染物質の存在量に応じて、ボイラから排出する汚染物質を減少させて環境負荷の低減を図る。【解決手段】  大気汚染物質排出量の目標値に対する大気汚染物質除去装置１４０の運転能力およびボイラ１５０の出力負荷の関係をテーブルデータとして格納したデータベース１１０と、大気汚染物質排出量の目標値を入力する目標値入力手段１２０と、データベース１１０を参照して、目標値入力手段１２０により入力された大気汚染物質排出量の目標値となるように大気汚染物質除去装置１４０およびボイラ１５０の運転制御を行う運転制御手段１３０とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気中における汚染物質の存在量に応じて、ボイラから排出する汚染物質を減少させる大気汚染防止システムであって、
大気汚染物質排出量の目標値に対する大気汚染物質除去装置の運転能力およびボイラの出力負荷の関係をテーブルデータとして格納したデータベースと、
大気汚染物質排出量の目標値を入力する目標値入力手段と、
前記データベースを参照して、前記目標値入力手段により入力された大気汚染物質排出量の目標値となるように大気汚染物質除去装置およびボイラの運転制御を行う運転制御手段と、を備えたことを特徴とする大気汚染防止システム。
【請求項２】
前記運転制御手段は、まず大気汚染物質除去装置の運転を制御して大気汚染物質排出量の目標値の達成を試み、大気汚染物質除去装置の運転制御のみでは大気汚染物質排出量の目標値の達成が困難な場合に、ボイラの運転を制御して大気汚染物質排出量の目標値の達成を試みることを特徴とする請求項１に記載の大気汚染防止システム。
【請求項３】
前記大気汚染物質除去装置は、ＳＯｘ、ＮＯｘ、Ｏｘおよび煤塵の少なくとも１つを除去する装置であることを特徴とする請求項１または２に記載の大気汚染防止システム。
【請求項４】
大気中における汚染物質の存在量が規定値を超えた場合に、大気汚染物質排出量の目標値を取得する目標値取得手段を備えるとともに、
前記目標値入力手段は、前記目標値取得手段で取得した目標値に基づき大気汚染物質排出量の目標値を入力することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の大気汚染防止システム。
【請求項５】
大気中における汚染物質の存在量に応じて、ボイラから排出する汚染物質を減少させる大気汚染防止方法であって、
大気中における汚染物質の存在量が規定値を超えた場合に、大気汚染物質除去装置およびボイラの運転制御を行うことにより、大気汚染物質排出量を目標値とすることを特徴とする大気汚染防止方法。
【請求項６】
大気汚染物質排出量を目標値とするために、まず大気汚染物質除去装置の運転を制御して大気汚染物質排出量の目標値の達成を試み、大気汚染物質除去装置の運転制御のみでは大気汚染物質排出量の目標値の達成が困難な場合に、ボイラの運転を制御して大気汚染物質排出量の目標値の達成を試みることを特徴とする請求項５に記載の大気汚染防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気汚染防止システムおよび大気汚染防止方法に関し、特に発電プラントのようにボイラを有するプラントにおいて、大気中における汚染物質の存在量に応じて、ボイラから排出する汚染物質を減少させて環境負荷の低減を図ることが可能な大気汚染防止システムおよび大気汚染防止方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種のプラントや自動車等の排気ガスの影響による大気汚染が深刻化している。このため、大気汚染に関して、国民の健康を保護するとともに、生活環境を保全することを目的として大気汚染防止法が制定されている。また、各地方自治体においても、大気汚染防止のための条例や要綱等を定め、大気汚染物質の排出量を規制している。
【０００３】
これに応じて、各企業等では、大気汚染物質の排出を極力抑制して環境保護に努めている。例えば、ボイラを有する発電プラントでは、大気汚染防止法等に規定された環境基準を遵守することは勿論のこと、当該発電プラント以外の他の要因に伴う大気汚染物質の増加を抑制するため、大気汚染が深刻化する可能性が発生して注意報等が発令された場合には、発電プラントの運転制御を行い、大気汚染の拡大を防止している。
【０００４】
このような状況の中、従来より、大気汚染を防止するための技術が種々提案されている。例えば、特許文献１（特開平９−１０３６４８号公報）「ガスタービンプラント及びその排ガス処理装置」に、有色ガスの排出等を抑えた無公害ガスタービンプラントに関する技術が開示されている。
【０００５】
この特許文献１に記載されている「ガスタービンプラント及びその排ガス処理装置」は、ガスタービンの後段にボイラ等の排熱回収装置を有し、大気汚染ガスの処理設備を備えたプラントにおいて、ＣＯガス、ＮＯ2ガスをそれぞれ低減する酸化触媒、変換触媒、およびＮＯｘを低減する脱硝装置を配置するとともに、煙突出口から大気汚染ガスの排出を効率良く抑えるための多段触媒を設置したものである。
【０００６】
また、特許文献２（特開平５−７３７９４号公報）「警報通達方式」に、人手を要さず、かつ大気汚染等の通報の発令後、短時間に、通報を末端局に届けるための技術が開示されている。
【０００７】
この特許文献２に記載されている「警報通達方式」は、例えば通報発信局から光化学スモッグに関する通報があると、通報自動監視装置により該通報のパターンを自動的に検出し、検出したパターン情報をパーソナルコンピュータに転送する。パーソナルコンピュータは、該パターン情報に基づいて情報文書記憶部から文書情報を読み出すとともに、送信付加情報を作成する。この文書情報と送信付加情報とは合成され、コマンドに挿入されたパターンデータから、同報通信先の選択を行い、選択された同報送信先の末端ファクシミリに合成データを送信するようにしたものである。
【０００８】
【特許文献１】特開平９−１０３６４８号公報
【特許文献２】特開平５−７３７９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、大気汚染は、複数のプラント等が同時に稼働することにより深刻化するものであり、一つのプラントのみが大気汚染防止のための措置を講じたとしても、大気汚染を効果的に抑制することは不可能である。このため、各地方自治体等は、大気汚染が深刻化する可能性がある場合に注意報を発令して、各プラントから排出される大気汚染物質の削減を呼びかけている。このような注意報が発令された場合には、各プラントは速やかに大気汚染物質の削減を図るため、運転制御等を実施しなければならない。
【００１０】
従来、大気汚染に関する注意報が発令された場合には、担当オペレータの指示により、事前に地方自治体等と協議して了解された対応操作を実施している。しかしながら、大気汚染防止に関する対応操作は、迅速かつ確実に行う必要があり、人手に頼っていたのでは、担当オペレータの負担が増加するという問題があった。そこで、従来より、担当オペレータの負担を軽減するとともに、迅速かつ確実に大気汚染防止を行うことが可能な技術の開発が望まれていた。
【００１１】
なお、上記した特許文献１に記載された技術は、大気汚染ガスの排出を効率良く抑えるための技術であり、複数のプラントが協力し合って大気汚染を防止することに関しては何ら言及されていない。また、上記した特許文献２に記載された技術は、大気汚染等に関する警報を通達するための技術であり、その後の対応については何ら言及されていない。
【００１２】
本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、大気中における汚染物質の存在量に応じて、ボイラから排出する汚染物質を減少させて環境負荷の低減を図ることが可能な大気汚染防止システムおよび大気汚染防止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】
【００１３】
本発明に係る大気汚染防止システムおよび大気汚染防止方法は、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を備えている。
すなわち、本発明に係る大気汚染防止システムは、大気中における汚染物質の存在量に応じて、ボイラから排出する汚染物質を減少させる大気汚染防止システムであって、大気汚染物質排出量の目標値に対する大気汚染物質除去装置の運転能力およびボイラの出力負荷の関係をテーブルデータとして格納したデータベースと、大気汚染物質排出量の目標値を入力する目標値入力手段と、前記データベースを参照して、前記目標値入力手段により入力された大気汚染物質排出量の目標値となるように大気汚染物質除去装置およびボイラの運転制御を行う運転制御手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
この場合、前記運転制御手段は、まず大気汚染物質除去装置の運転を制御して大気汚染物質排出量の目標値の達成を試み、大気汚染物質除去装置の運転制御のみでは大気汚染物質排出量の目標値の達成が困難な場合に、ボイラの運転を制御して大気汚染物質排出量の目標値の達成を試みることが好ましい。
【００１５】
また、前記大気汚染物質除去装置は、ＳＯｘ、ＮＯｘ、Ｏｘおよび煤塵の少なくとも１つを除去する装置とすることが可能である。
【００１６】
また、大気中における汚染物質の存在量が規定値を超えた場合に、大気汚染物質排出量の目標値を取得する目標値取得手段を備えるとともに、前記目標値入力手段は、前記目標値取得手段で取得した目標値に基づき大気汚染物質排出量の目標値を入力することが好ましい。
【００１７】
本発明に係る大気汚染防止方法は、大気中における汚染物質の存在量に応じて、ボイラから排出する汚染物質を減少させる大気汚染防止方法であって、大気中における汚染物質の存在量が規定値を超えた場合に、大気汚染物質除去装置およびボイラの運転制御を行うことにより、大気汚染物質排出量を目標値とすることを特徴とするものである。
【００１８】
この場合、大気汚染物質排出量を目標値とするために、まず大気汚染物質除去装置の運転を制御して大気汚染物質排出量の目標値の達成を試み、大気汚染物質除去装置の運転制御のみでは大気汚染物質排出量の目標値の達成が困難な場合に、ボイラの運転を制御して大気汚染物質排出量の目標値の達成を試みることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る大気汚染防止システムおよび大気汚染防止方法によれば、ＳＯｘ、ＮＯｘ、Ｏｘおよび煤塵等の大気汚染物質排出量の目標値を定め、当該目標値となるように大気汚染物質除去装置およびボイラの運転制御を行うことにより、大気中における汚染物質の存在量に応じて、ボイラから排出する汚染物質を減少させて環境負荷の低減を図ることが可能となる。また、大気汚染物質の削減手順が自動化されるため、担当オペレータの負担を軽減するとともに、迅速かつ確実に大気汚染防止を行うことが可能となる。
【００２０】
また、大気汚染物質排出量の目標値を達成するために、まず大気汚染物質除去装置の運転を制御し、その後、ボイラの運転を制御することにより、ボイラの負荷抑制を極力遅らせて、ボイラの出力を最大限利用することが可能となる。
【００２１】
また、大気中における汚染物質の存在量が規定値を超えた場合に、大気汚染物質排出量の目標値を自動的に取得して、当該目標値となるように大気汚染物質除去装置およびボイラの運転制御を行うことにより、さらに担当オペレータの負担を軽減するとともに、迅速かつ確実に大気汚染防止を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明に係る大気汚染防止システムおよび大気汚染防止方法の実施形態を説明する。
図１〜図６は、本発明の実施形態に係る大気汚染防止システムおよび大気汚染防止方法に関するもので、図１は、大気汚染防止システムの概略構成を示すブロック図、図２〜図４は、大気汚染防止システムに用いるデータベースの概略を示す説明図、図５は、大汚染防止方法の手順を示すフローチャート、図６は、大気汚染防止システムおよび大気汚染防止方法を適用する発電プラントの概略構成を示す模式図である。
【００２３】
＜発電プラント＞
以下、本実施形態を適用する発電プラントを具体的に説明する。
本実施形態を適用する発電プラントは、図６に示すように、ボイラ１からの排出ガスを煙突１１を介して排出するようになっており、排出ガスの排出経路２には、ボイラ１側から順に、排煙脱硝装置３、空気予熱器４、ガスガスヒータ（熱回収器）５、電気式集塵装置６、誘引通風機７、排煙脱硫装置８、ガスガスヒータ（再加熱器）９、脱硫通風機１０、および煙突１１が配設されている。
また、空気予熱器４には、押込通風機１２が連通接続されており、空気予熱器４で熱交換された加熱空気をボイラ１の火炉に送風するようになっている。
【００２４】
本実施形態では、排煙脱硝装置３、電気式集塵装置６、および排煙脱硫装置８が大気汚染物質除去装置として機能する。すなわち、排煙脱硝装置３において排煙中から窒素酸化物（ＮＯｘ）の除去を行い、電気式集塵装置６において排煙中から煤塵（浮遊粒子物質）の除去を行い、排煙脱硫装置８において排煙中から硫黄酸化物（ＳＯｘ）の除去を行って、環境基準に適合したクリーンな排気ガスを煙突１１から大気中に放出するようになっている。
【００２５】
＜大気汚染防止システム＞
本発明の実施形態に係る大気汚染防止システムおよび大気汚染防止方法は、本発電プラントにおいて環境基準に適合したクリーンな排気ガスを大気中に放出しているにもかかわらず、他のプラント等の稼働状況に応じて大気汚染が深刻化する可能性がある場合に利用する技術である。
【００２６】
すなわち、地方自治体等において大気汚染が深刻化する可能性があると判断して注意報が発令された場合に、本発電プラントにおいて大気汚染物質除去装置の運転能力を上昇させたり、ボイラの負荷抑制を行うことにより、速やかに大気汚染物質の削減を図るように努めている。
【００２７】
この大気汚染防止システム１００は、図１に示すように、データベース１１０、目標値入力手段１２０、運転制御手段１３０を主要な構成要素としており、運転制御手段１３０により大気汚染物質除去装置１４０およびボイラ１５０の運転制御が行われる。さらに、本実施形態に係る大気汚染防止システム１００は、地方自治体等が運用する注意報発令センター１７０と、電気通信回線１８０を介して接続された目標値取得手段１６０を備えており、取得した注意報情報に基づいて、大気汚染物質排出量の目標値を指示するようになっている。
【００２８】
データベース１１０は、大気汚染物質排出量の目標値に対する大気汚染物質除去装置１４０の運転能力およびボイラ１５０の出力負荷の関係をテーブルデータとして格納したものであり、目標値入力手段１２０は、大気汚染物質排出量の目標値を入力するための手段であり、運転制御手段１３０は、データベース１１０を参照して、目標値入力手段１２０により入力された大気汚染物質排出量の目標値となるように大気汚染物質除去装置１４０およびボイラ１５０の運転制御を行うための手段であり、目標値取得手段１６０は、大気汚染物質排出量の目標値を取得するための手段である。
【００２９】
各手段は、例えばコンピュータシステムおよびその周辺機器により構成され、コンピュータシステムを構成するＣＰＵ等がアプリケーションプログラムに従って動作することにより、各手段としての機能を発揮するようになっている。
【００３０】
また、本実施形態に係る大気汚染物質除去装置１４０は、上述したように、排煙脱硝装置、電気式集塵装置、および排煙脱硫装置により構成される。
なお、注意報発令センター１７０と目標値取得手段１６０とを接続する電気通信回線１８０は、公衆電話回線、専用電話回線、インターネット、無線通信回線等、どのような通信回線を利用してもよい。
【００３１】
＜データベース＞
本実施形態に係る大気汚染防止システム１００を構成するデータベース１１０は、図２〜図４に示すように、ＳＯｘ排出量削減対応テーブル、ＮＯｘ／Ｏｘ排出量削減対応テーブル、および浮遊粒子物質削減対応テーブルを含んでいる。
【００３２】
ＳＯｘ排出量削減対応テーブルでは、図２に示すように、大気汚染物質量の削減目標値と、排煙脱硫装置８の入口におけるＳＯｘ濃度とに応じて、ＳＯｘの排出量目標値および負荷抑制目標値が定められている。図２に示す例では、大気汚染物質量の削減注意報が発令された場合に、ＳＯｘの排出量の削減量の目標値を達成するため、排煙脱硫装置において石灰石スラリーを循環させるための動翼開度を調整するとともに、ボイラの負荷抑制を行うようになっている。
【００３３】
なお、図２において、ＳＯｘの排出量は、排出量（４）、排出量（３）、排出量（２）、排出量（１）の順に減少する。また、負荷抑制は、第１段階で負荷抑制量が最も少なく（ボイラ出力が最も大きく）なり、第１４段階で負荷抑制量が最も多く（ボイラ出力が最も小さく）なる。さらに、動翼開度は、第１段階で最も大きく（石灰石スラリーの循環量が最も多く）なり、第１６段階で最も小さく（石灰石スラリーの循環量が最も少なく）なる。
【００３４】
ＮＯｘ／Ｏｘ排出量削減対応テーブルでは、図３に示すように、大気汚染物質量の削減目標値と、排煙脱硝装置の入口におけるＮＯｘ濃度／Ｏｘ濃度とに応じて、ＮＯｘ／Ｏｘの排出量目標値および負荷抑制目標値が定められている。図３に示す例では、大気汚染物質量の削減注意報が発令された場合に、ＮＯｘ／Ｏｘの排出量の削減量の目標値を達成するため、排煙脱硝装置におけるＮＯｘ／Ｏｘの出口濃度を調整するとともに、ボイラの負荷抑制を行うようになっている。
【００３５】
なお、図３において、ＮＯｘ／Ｏｘの排出量は、排出量（５）、排出量（４）、排出量（３）、排出量（２）、排出量（１）の順に減少する。また、負荷抑制は、第１段階で負荷抑制量が最も少なく（ボイラ出力が最も大きく）なり、第７段階で負荷抑制量が最も多く（ボイラ出力が最も小さく）なる。さらに、出口濃度は、第１段階で最も高くなり、第８段階で最も低くなる。
【００３６】
浮遊粒子物質削減対応テーブルでは、図４に示すように、大気汚染物質量の削減目標値に応じて、負荷抑制目標値が定められている。図４に示す例では、大気汚染物質量の削減注意報が発令された場合に、煤塵濃度の基準値（例えば１０ｍｇ／ｍ3Ｎ）を達成するために、ボイラの負荷抑制を行うようになっている。
【００３７】
なお、図４において、負荷抑制は、第１段階で負荷抑制量が最も少なく（ボイラ出力が最も大きく）なり、第２段階で負荷抑制量が最も多く（ボイラ出力が最も小さく）なる。
【００３８】
なお、上述した各テーブルに示された値は抽象的なものであり、実際の発電プラントでは、大気汚染防止法、各地方自治体の条例や要綱等、発電プラントの規模、および発電プラントで使用する燃料の種類等に応じて、各数値が適宜変更して設定されることは勿論である。
【００３９】
＜大気汚染防止方法＞
次に、図５を参照して、本発明の実施形態に係る大汚染防止方法の手順を説明する。
本発明の実施形態に係る大汚染防止方法では、図５に示すように、大気汚染物質量が規定値の範囲を超えたか否か（注意報が発令されたか否か）を判断し（Ｓ１）、大気汚染物質量が規定値の範囲を超えた場合には、大気汚染物質除去装置（例えば、排煙脱硫装置、排煙脱硝装置、および電気式集塵装置）の運転を制御して、大気汚染物質の削減を図る（Ｓ２）。
【００４０】
そして、大気汚染物質除去装置の運転制御により大気汚染物質量が既定値の範囲内となったか否かを判断し（Ｓ３）、大気汚染物質量が未だ既定値の範囲を超えている場合には、ボイラの運転を制御して、大気汚染物質の削減を図る（Ｓ４）。
【００４１】
なお、上述した各手順によっても、大気汚染物質量が既定値の範囲内とならない場合には、発電量の確保と環境保全の必要性とを比較考量して、プラントを停止する等、非常措置を採る場合もある。
【００４２】
なお、上述した例では、大気汚染物質除去装置として、排煙脱硝装置、電気式集塵装置、および排煙脱硫装置を用いた大気汚染防止システムおよび大気汚染防止方法について詳述したが、大気汚染物質除去装置をこれらの一部に限定したり、さらに他の装置を追加する等、種々の形態に変更して実施できることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明に係る大気汚染防止システムおよび大気汚染防止方法は、主として、石炭炊きのボイラユニットを備えた発電プラント等において、大気中における汚染物質の存在量に応じて、ボイラから排出する汚染物質を減少させて環境負荷の低減を図る際に利用することができるが、大気汚染物質を排出する可能性がある他のプラントにおいても利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施形態に係る大気汚染防止システムの概略構成を示すブロックである。
【図２】本発明の実施形態に係る大気汚染防止システムで用いるデータベース（ＳＯｘ排出量削減対応テーブル）の概略を示す説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係る大気汚染防止システムで用いるデータベース（ＮＯｘ／Ｏｘ排出量削減対応テーブル）の概略を示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係る大気汚染防止システムで用いるデータベース（浮遊粒子物質削減対応テーブル）の概略を示す説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係る大汚染防止方法の手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態に係る大気汚染防止システムおよび大気汚染防止方法を適用する発電プラントの概略構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  ボイラ
２  排出経路
３  排煙脱硝装置
４  空気予熱器
５  ガスガスヒータ（熱回収器）
６  電気式集塵装置
７  誘引通風機
８  排煙脱硫装置
９  ガスガスヒータ（再加熱器）
１０  脱硫通風機
１１  煙突
１２  押込通風機
１００  大気汚染防止システム
１１０  データベース
１２０  目標値入力手段
１３０  運転制御手段
１４０  大気汚染物質除去装置
１５０  ボイラ
１６０  目標値取得手段
１７０  注意報発令センター
１８０  電気通信回線
【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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