(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭焚ボイラの負荷上昇時には、燃焼量指令信号の変化に略追従させて排ガス流量を求め、該排ガス流量と脱硝装置の入口ＮＯx濃度とモル比とに基づき必要アンモニア注入量を求めて出力する一方、石炭焚ボイラの負荷降下時には、燃焼量指令信号の変化に対し予め設定した時間遅れが生じるよう追従させて排ガス流量を求め、該排ガス流量と脱硝装置の入口ＮＯx濃度とモル比とに基づき必要アンモニア注入量を求めて出力することを特徴とする石炭焚ボイラの脱硝アンモニア注入量制御方法。
【請求項２】
燃焼量指令信号が変化した場合に、該燃焼量指令信号の変化に対し予め設定した時間遅れが生じるよう追従させて、燃焼量指令一次遅れ信号を出力する一次遅れ器と、
該一次遅れ器から出力される燃焼量指令一次遅れ信号と燃焼量指令信号のうち値の高い方を選択し、燃焼量指令選択信号として出力する高信号選択器と、
該高信号選択器から出力される燃焼量指令選択信号に基づき排ガス流量を求めて出力する関数発生器と、
該関数発生器から出力される排ガス流量に比例定数と入口ＮＯx濃度計によって検出された脱硝装置の入口ＮＯx濃度とモル比とを掛け、必要アンモニア注入量を求めて出力する演算器と
を備えたことを特徴とする石炭焚ボイラの脱硝アンモニア注入量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石炭焚ボイラの脱硝アンモニア注入量制御方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、石炭焚ボイラから排出される排ガス中には、窒素酸化物（ＮＯx）が含まれているため、このようなＮＯxは脱硝装置によって除去する必要がある。
【０００３】
図３は従来の石炭焚ボイラの一例を表わすものであって、１は石炭焚ボイラ、２は石炭焚ボイラ１からの排ガスが流通するダクト、３はダクト２途中に設けられ且つ内部に触媒が充填された脱硝装置、４は誘引通風機、５は脱硝装置３へ流入する排ガス中に含まれる入口ＮＯx濃度（単位は［ｐｐｍ］）を検出する入口ＮＯx濃度計、６は脱硝装置３を通過した排ガス中に含まれる出口ＮＯx濃度（単位は［ｐｐｍ］）を検出する出口ＮＯx濃度計であり、ダクト２内へアンモニアを注入し、脱硝装置３内の触媒によって石炭焚ボイラ１からの排ガス中に含まれるＮＯxを還元することにより、出口ＮＯx濃度計６によって検出される出口ＮＯx濃度を規定値以下に抑制するようになっているが、この場合のアンモニアの注入量に関しては、図４に示されるような制御装置において演算が行われる。
【０００４】
前記制御装置は、燃焼量指令信号（ＦＦＤ）７に基づき排ガス流量８（単位は［Ｎｍ3／ｈ］）を求めて出力する関数発生器９と、該関数発生器９から出力される排ガス流量８に比例定数κと入口ＮＯx濃度計５によって検出された脱硝装置３の入口ＮＯx濃度とモル比とを掛け、必要アンモニア注入量１０（単位は［ｋｇ／ｈ］）を求めて出力する演算器１１とを備えてなる構成を有しており、該演算器１１で演算された必要アンモニア注入量１０に基づいて、前記ダクト２へ注入される実際のアンモニア注入量の調整が行われるようになっている。尚、前記モル比は、出口ＮＯx濃度を規定値以下に抑制する際に、除去すべきＮＯx１モルに対して必要となるアンモニアのモル数で表わされる数値である。
【０００５】
前記関数発生器９には、図５に示されるような関数が入力されており、該関数は、燃焼量指令信号７の増減に対し略比例させて排ガス流量８を増減させることを表わしており、又、前記演算器１１は、三つの乗算器１１ａ，１１ｂ，１１ｃとを有している。
【０００６】
これにより、石炭焚ボイラ１の負荷上昇時には、図６に示される如く、燃焼量指令信号と略比例する形でアンモニア注入量が時間の経過と共に増加される一方、石炭焚ボイラ１の負荷降下時には、図６に示される如く、燃焼量指令信号と略比例する形でアンモニア注入量が時間の経過と共に減少されるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述の如き石炭焚ボイラ１の場合、燃料としての微粉炭の供給をミル（図示せず）から行っているが、該ミルでの出炭特性の遅れにより、燃焼量指令信号に対して実際の燃焼量は、図６に示されるように、負荷上昇時には、若干少なめとなる一方、負荷降下時には、若干多めとなる傾向を示す。
【０００８】
このため、前述の如く、アンモニア注入量を燃焼量指令信号をベースとして決定した場合、負荷上昇時には、実際の燃焼量に相当するアンモニア注入量より若干多めのアンモニアが前記ダクト２へ注入されることとなり、問題はないが、負荷降下時には、実際の燃焼量に相当するアンモニア注入量より若干少なめのアンモニアしか前記ダクト２へ注入されなくなり、脱硝装置３の出口ＮＯx濃度が規定値を越えてしまう可能性があった。
【０００９】
本発明は、斯かる実情に鑑み、負荷上昇時だけでなく負荷降下時においても、必要量のアンモニアを注入することができ、脱硝装置の出口ＮＯx濃度が規定値を越えてしまうことを防止し得る石炭焚ボイラの脱硝アンモニア注入量制御方法及び装置を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、石炭焚ボイラの負荷上昇時には、燃焼量指令信号の変化に略追従させて排ガス流量を求め、該排ガス流量と脱硝装置の入口ＮＯx濃度とモル比とに基づき必要アンモニア注入量を求めて出力する一方、石炭焚ボイラの負荷降下時には、燃焼量指令信号の変化に対し予め設定した時間遅れが生じるよう追従させて排ガス流量を求め、該排ガス流量と脱硝装置の入口ＮＯx濃度とモル比とに基づき必要アンモニア注入量を求めて出力することを特徴とする石炭焚ボイラの脱硝アンモニア注入量制御方法にかかるものである。
【００１１】
又、本発明は、燃焼量指令信号が変化した場合に、該燃焼量指令信号の変化に対し予め設定した時間遅れが生じるよう追従させて、燃焼量指令一次遅れ信号を出力する一次遅れ器と、
該一次遅れ器から出力される燃焼量指令一次遅れ信号と燃焼量指令信号のうち値の高い方を選択し、燃焼量指令選択信号として出力する高信号選択器と、
該高信号選択器から出力される燃焼量指令選択信号に基づき排ガス流量を求めて出力する関数発生器と、
該関数発生器から出力される排ガス流量に比例定数と入口ＮＯx濃度計によって検出された脱硝装置の入口ＮＯx濃度とモル比とを掛け、必要アンモニア注入量を求めて出力する演算器と
を備えたことを特徴とする石炭焚ボイラの脱硝アンモニア注入量制御装置にかかるものである。
【００１２】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００１３】
本発明の石炭焚ボイラの脱硝アンモニア注入量制御方法においては、石炭焚ボイラの負荷上昇時には、燃焼量指令信号の変化に略追従させて排ガス流量が求められ、該排ガス流量と脱硝装置の入口ＮＯx濃度とモル比とに基づき必要アンモニア注入量が求められて出力され、該必要アンモニア注入量に基づいて、実際のアンモニア注入量の調整が行われる一方、石炭焚ボイラの負荷降下時には、燃焼量指令信号の変化に対し予め設定した時間遅れが生じるよう追従させて排ガス流量が求められ、該排ガス流量と脱硝装置の入口ＮＯx濃度とモル比とに基づき必要アンモニア注入量が求められて出力され、該必要アンモニア注入量に基づいて、実際のアンモニア注入量の調整が行われる。
【００１４】
この結果、石炭焚ボイラの負荷上昇時には、燃焼量指令信号と略比例する形でアンモニア注入量が時間の経過と共に増加される一方、石炭焚ボイラの負荷降下時には、実際の燃焼量に相当するアンモニア注入量と少なくとも略同量のアンモニアを前記ダクトへ注入することが可能となり、脱硝装置の出口ＮＯx濃度が規定値を越えてしまうことがなくなる。
【００１５】
又、本発明の石炭焚ボイラの脱硝アンモニア注入量制御装置においては、石炭焚ボイラの負荷上昇時には、燃焼量指令信号も増加し、該燃焼量指令信号が一次遅れ器へ入力され、該一次遅れ器において燃焼量指令信号の変化に対し予め設定した時間遅れが生じるよう追従させて、燃焼量指令一次遅れ信号が高信号選択器へ出力され、該高信号選択器において前記一次遅れ器から出力される燃焼量指令一次遅れ信号と燃焼量指令信号のうち値の高い方、即ち燃焼量指令信号が選択され、該燃焼量指令信号がそのまま燃焼量指令選択信号として関数発生器へ出力され、該関数発生器において前記高信号選択器から出力される燃焼量指令選択信号に基づき関数発生器において排ガス流量が求められて演算器へ出力され、該演算器において前記関数発生器から出力される排ガス流量に比例定数と入口ＮＯx濃度計によって検出された脱硝装置の入口ＮＯx濃度とモル比とが掛けられ、必要アンモニア注入量が求められて出力され、該演算器で演算された必要アンモニア注入量に基づいて、ダクトへ注入される実際のアンモニア注入量の調整が行われる一方、石炭焚ボイラの負荷降下時には、燃焼量指令信号も減少し、該燃焼量指令信号が一次遅れ器へ入力され、該一次遅れ器において燃焼量指令信号の変化に対し予め設定した時間遅れが生じるよう追従させて、燃焼量指令一次遅れ信号が高信号選択器へ出力され、該高信号選択器において前記一次遅れ器から出力される燃焼量指令一次遅れ信号と燃焼量指令信号のうち値の高い方、即ち燃焼量指令一次遅れ信号が選択され、該燃焼量指令一次遅れ信号が燃焼量指令選択信号として関数発生器へ出力され、該関数発生器において前記高信号選択器から出力される燃焼量指令選択信号に基づき関数発生器において排ガス流量が求められて演算器へ出力され、該演算器において前記関数発生器から出力される排ガス流量に比例定数と入口ＮＯx濃度計によって検出された脱硝装置の入口ＮＯx濃度とモル比とが掛けられ、必要アンモニア注入量が求められて出力され、該演算器で演算された必要アンモニア注入量に基づいて、ダクトへ注入される実際のアンモニア注入量の調整が行われる。
【００１６】
この結果、石炭焚ボイラの負荷上昇時には、燃焼量指令信号と略比例する形でアンモニア注入量が時間の経過と共に増加される一方、石炭焚ボイラの負荷降下時には、燃焼量指令一次遅れ信号と略比例する形でアンモニア注入量が時間の経過と共に減少されるようになり、負荷降下時においても、実際の燃焼量に相当するアンモニア注入量と少なくとも略同量のアンモニアを前記ダクトへ注入することが可能となり、脱硝装置の出口ＮＯx濃度が規定値を越えてしまうことがなくなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００１８】
図１及び図２は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図３〜図６と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図３〜図６に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図１及び図２に示す如く、燃焼量指令信号７が変化した場合に、該燃焼量指令信号７の変化に対し予め設定した時間遅れが生じるよう追従させて、燃焼量指令一次遅れ信号７’を出力する一次遅れ器１２と、該一次遅れ器１２から出力される燃焼量指令一次遅れ信号７’と燃焼量指令信号７のうち値の高い方を選択し、燃焼量指令選択信号７”として出力する高信号選択器１３とを追加装備し、該高信号選択器１３から出力される燃焼量指令選択信号７”に基づき関数発生器９において排ガス流量８を求めて演算器１１へ出力し、該演算器１１において前記関数発生器９から出力される排ガス流量８に比例定数κと入口ＮＯx濃度計５によって検出された脱硝装置３の入口ＮＯx濃度とモル比とを掛け、必要アンモニア注入量１０を求めて出力し、該演算器１１で演算された必要アンモニア注入量１０に基づいて、ダクト２へ注入される実際のアンモニア注入量の調整を行うよう構成した点にある。
【００１９】
次に、上記図示例の作動を説明する。
【００２０】
石炭焚ボイラ１の負荷上昇時には、燃焼量指令信号７も増加し、該燃焼量指令信号７が一次遅れ器１２へ入力され、該一次遅れ器１２において燃焼量指令信号７の変化に対し予め設定した時間遅れが生じるよう追従させて、燃焼量指令一次遅れ信号７’が高信号選択器１３へ出力され、該高信号選択器１３において前記一次遅れ器１２から出力される燃焼量指令一次遅れ信号７’と燃焼量指令信号７のうち値の高い方、即ち燃焼量指令信号７が選択され、該燃焼量指令信号７がそのまま燃焼量指令選択信号７”として関数発生器９へ出力され、該関数発生器９において前記高信号選択器１３から出力される燃焼量指令選択信号７”に基づき関数発生器９において排ガス流量８が求められて演算器１１へ出力され、該演算器１１において前記関数発生器９から出力される排ガス流量８に比例定数κと入口ＮＯx濃度計５によって検出された脱硝装置３の入口ＮＯx濃度とモル比とが掛けられ、必要アンモニア注入量１０が求められて出力され、該演算器１１で演算された必要アンモニア注入量１０に基づいて、ダクト２へ注入される実際のアンモニア注入量の調整が行われる。
【００２１】
一方、石炭焚ボイラ１の負荷降下時には、燃焼量指令信号７も減少し、該燃焼量指令信号７が一次遅れ器１２へ入力され、該一次遅れ器１２において燃焼量指令信号７の変化に対し予め設定した時間遅れが生じるよう追従させて、燃焼量指令一次遅れ信号７’が高信号選択器１３へ出力され、該高信号選択器１３において前記一次遅れ器１２から出力される燃焼量指令一次遅れ信号７’と燃焼量指令信号７のうち値の高い方、即ち燃焼量指令一次遅れ信号７’が選択され、該燃焼量指令一次遅れ信号７’が燃焼量指令選択信号７”として関数発生器９へ出力され、該関数発生器９において前記高信号選択器１３から出力される燃焼量指令選択信号７”に基づき関数発生器９において排ガス流量８が求められて演算器１１へ出力され、該演算器１１において前記関数発生器９から出力される排ガス流量８に比例定数κと入口ＮＯx濃度計５によって検出された脱硝装置３の入口ＮＯx濃度とモル比とが掛けられ、必要アンモニア注入量１０が求められて出力され、該演算器１１で演算された必要アンモニア注入量１０に基づいて、ダクト２へ注入される実際のアンモニア注入量の調整が行われる。
【００２２】
この結果、石炭焚ボイラ１の負荷上昇時には、図２に示す如く、燃焼量指令信号７と略比例する形でアンモニア注入量が時間の経過と共に増加される一方、石炭焚ボイラ１の負荷降下時には、図２に示す如く、燃焼量指令一次遅れ信号７’と略比例する形でアンモニア注入量が時間の経過と共に減少されるようになり、負荷降下時においても、実際の燃焼量に相当するアンモニア注入量と略同量のアンモニアを前記ダクト２へ注入することが可能となり、脱硝装置３の出口ＮＯx濃度が規定値を越えてしまうことがなくなる。
【００２３】
尚、一次遅れ器１２において燃焼量指令信号７の変化に対し予め設定する時間遅れを若干長めとすれば、ダクト２へ注入されるアンモニアの量を実際の燃焼量に相当するアンモニア注入量より若干多めにできることは言うまでもない。
【００２４】
こうして、負荷上昇時だけでなく負荷降下時においても、必要量のアンモニアを注入することができ、脱硝装置３の出口ＮＯx濃度が規定値を越えてしまうことを防止し得る。
【００２５】
尚、本発明の石炭焚ボイラの脱硝アンモニア注入量制御方法及び装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２６】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の石炭焚ボイラの脱硝アンモニア注入量制御方法及び装置によれば、負荷上昇時だけでなく負荷降下時においても、必要量のアンモニアを注入することができ、脱硝装置の出口ＮＯx濃度が規定値を越えてしまうことを防止し得るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を実施する形態の一例のブロック図である。
【図２】  本発明を実施する形態の一例における負荷上昇時と負荷降下時の燃焼量指令信号とアンモニア注入量と燃焼量との関係を表わす線図である。
【図３】  従来例の全体概要構成図である。
【図４】  従来例のブロック図である。
【図５】  図４に示される関数発生器に設定されている関数を表わす線図である。
【図６】  従来例における負荷上昇時と負荷降下時の燃焼量指令信号とアンモニア注入量と燃焼量との関係を表わす線図である。
【符号の説明】
１          石炭焚ボイラ
３          脱硝装置
５          入口ＮＯx濃度計
７          燃焼量指令信号
７’        燃焼量指令一次遅れ信号
７”        燃焼量指令選択信号
８          排ガス流量
９          関数発生器
１０          必要アンモニア注入量
１１          演算器
１２          一次遅れ器
１３          高信号選択器
【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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