(57)【要約】【課題】脱硝装置の処理能力に余裕がない場合にのみ運転することにより、動力費の無駄を抑制できるガス混合通風機を提供する。【解決手段】発電用ボイラ３から発生する排気ガスを燃焼用空気に混合して発電用ボイラ３に供給することにより、発電用ボイラ３から発生する窒素酸化物の濃度を低減するガス混合通風機１において、予め定められたルールに従って、ガス混合通風機１のオンオフ制御を行う制御部（起動停止判断部）１０を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電用ボイラから発生する排気ガスを燃焼用空気に混合して前記発電用ボイラに供給することにより、前記発電用ボイラから発生する窒素酸化物の濃度を低減するガス混合通風機において、
予め定められたルールに従って、前記ガス混合通風機のオンオフ制御を行う制御部を備えていることを特徴とするガス混合通風機。
【請求項２】
前記ルールは、前記発電用ボイラの発電機負荷、前記発電用ボイラから前記排気ガスの前記窒素酸化物を除去する脱硝装置への入り口における前記窒素酸化物の濃度、前記入り口における前記窒素酸化物の予想濃度、前記脱硝装置における前記窒素酸化物の濃度のいずれか又はすべてが、閾値以上又は未満であるかに応じて、オンオフ制御するものである請求項１に記載のガス混合通風機。
【請求項３】
前記窒素酸化物の予想濃度は、予め記憶された窒素酸化物予想濃度プログラムに基づいて判定されることを特徴とする請求項２に記載のガス混合通風機。
【請求項４】
発電用ボイラから発生する排気ガスを燃焼用空気に混合して前記発電用ボイラに供給することにより、前記発電用ボイラから発生する窒素酸化物の濃度を低減する方法において、
予め定められたルールに従って、ガス混合通風機のオンオフ制御を行うことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法をコンピュータによって実現するためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電用ボイラから発生する窒素酸化物の濃度を低減するガス混合通風機、方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、火力発電などに用いられる発電用ボイラから発生する窒素酸化物の濃度を低減するため、発電用ボイラから発生する窒素酸化物の濃度を低減するガス混合通風機が用いられている。
【０００３】
このようなガス混合通風機は、発電用ボイラから発生する排気ガスを燃焼用空気に混合して前記発電用ボイラに供給することにより、前記発電用ボイラから発生する窒素酸化物の濃度を低減する機能を有する。このようなガス混合通風機の一例が特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開平８−１７７４１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、先述の如きガス混合通風機のみでは窒素酸化物の濃度が環境規制値を超えないようにするには不十分である。そこで、脱硝装置をガス混合通風機と組み合わせて使用することで、このような要請に応えている。
【０００５】
脱硝装置は、発電用ボイラから発生する排気ガスにアンモニアを混合させ、触媒で窒素酸化物とアンモニアを反応させることにより、窒素と水とに変換させることにより、窒素酸化物の濃度の低減を図っている。
【０００６】
しかしながら、現状においては、脱硝装置の処理能力に余裕がある場合にでもガス混合通風機を連続して運転しているので、その動力費が無駄となっている。
【０００７】
本発明は、このような事情を考慮して提案されるものであり、脱硝装置の処理能力に余裕がない場合にのみ運転することにより、動力費の無駄を抑制できるガス混合通風機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】
【０００８】
（１）  発電用ボイラから発生する排気ガスを燃焼用空気に混合して前記発電用ボイラに供給することにより、前記発電用ボイラから発生する窒素酸化物の濃度を低減するガス混合通風機において、予め定められたルールに従って、前記ガス混合通風機のオンオフ制御を行う制御部を備えてなる。
【０００９】
（１）によれば、予め定められたルールに従ってオンオフ制御を行うので、脱硝装置の窒素酸化物処理能力に余裕がない場合にのみオン制御することができるので、ガス混合通風機の動力費を削減することができる。
【００１０】
（２）  前記ルールは、前記発電用ボイラの発電機負荷、前記発電用ボイラから前記排気ガスの前記窒素酸化物を除去する脱硝装置への入り口における前記窒素酸化物の濃度、前記入り口における前記窒素酸化物の予想濃度、前記脱硝装置における前記窒素酸化物の濃度のいずれか又はすべてが、閾値以上又は未満であるかに応じて、オンオフ制御するものである（１）に記載のガス混合通風機。
【００１１】
（２）によれば、窒素酸化物が環境規制値を超えうる条件が揃ったときにガス混合通風機をオン制御し、環境規制値を超えない条件が揃ったときにガス混合通風機をオフ制御することができる。
【００１２】
（３）  前記窒素酸化物の予想濃度は、予め記憶された窒素酸化物予想濃度プログラムに基づいて判定されることを特徴とする（２）に記載のガス混合通風機。
【００１３】
（４）  発電用ボイラから発生する排気ガスを燃焼用空気に混合して前記発電用ボイラに供給することにより、前記発電用ボイラから発生する窒素酸化物の濃度を低減する方法において、予め定められたルールに従って、ガス混合通風機のオンオフ制御を行うことを特徴とする方法。
【００１４】
（５）  （３）に記載の方法をコンピュータが実現するためのプログラム。
【発明の効果】
【００１５】
この発明は、予め定められたルールに従って、ガス混合通風機のオンオフ制御を行うので、脱硝装置の処理能力に余裕がない場合にのみガス混合通風機を運転することができるので、ガス混合通風機の動力費の無駄を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図を参照しながら説明する。なお、これはあくまでも一例であって、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではない。
【００１７】
［ガス混合通風機と関連要素の全体構成］
図１は、本発明に係るガス混合通風機と関連要素の全体構成を示す図である。
【００１８】
ガス混合通風機１は、燃焼用空気供給手段４から供給される燃焼用空気に発電用ボイラ３から発生する排気ガスを混合して、発電用ボイラ３内の窒素酸化物の濃度を低減するものである。発電用ボイラ３は、この内部で発生する排気ガスのエネルギーにより発電を行うものである。
【００１９】
燃焼用空気供給手段４は、所定の割合で酸素が混合されることにより生成された燃焼用空気を発電用ボイラ３に供給するものである。脱硝装置５は、発電用ボイラ３から発生する排気ガスにアンモニアを混合させ、触媒で窒素酸化物とアンモニアを反応させることにより、窒素と水に変換させるものである。
【００２０】
ファン６は、発電用ボイラ３から発生する排気ガスを取り込む。ファン６は、排気ガスの一部を発電用ボイラ３内に戻し、他方をガス混合通風機１に供給することにより、発電用ボイラ３内を低酸素状態にして窒素酸化物の低減を図っている。
【００２１】
制御弁７は、発電用ボイラ３からガス混合通風機１へ通じる入り口に設けられている。制御弁７は、後述する窒素酸化物濃度予想プログラムの作成のために用いられるものである。
【００２２】
ガス混合通風機１は、制御部を構成する起動停止判断部１０、運転状態切替部１１、窒素酸化物濃度予想プログラムなどの各種プログラムを予め記憶した記憶部２、脱硝装置５の入り口Ｐ１における窒素酸化物の濃度を計測する濃度センサＳ１、脱硝装置５内における窒素酸化物の濃度を計測する濃度センサＳ２を備える。
【００２３】
濃度センサＳ１、Ｓ２は、窒素酸化物の濃度をリアルタイムで計測しており、その計測値を都度、起動停止判断部１０に伝えるものである。
【００２４】
起動停止判断部１０は、予め定められたルールに従って、起動停止判断処理を行う。予め定められたルールは、予め記憶部２に記憶されているが、該ルールは、例えば、起動停止判断処理が、発電用ボイラ３の発電機負荷（図１では「発電機出力」とよぶ）、発電用ボイラ３から脱硝装置５への入り口Ｐ１における窒素酸化物の濃度、前記入り口Ｐ１における窒素酸化物の予想濃度、脱硝装置５における窒素酸化物の濃度のいずれか又はすべてが、閾値以上又は未満であるかに応じて、運転状態切替部１１に対して、起動指令又は起動停止指令を行うことが挙げられる。
【００２５】
ここに、発電機負荷、入り口Ｐ１における窒素酸化物の濃度、予想濃度、脱硝装置５における窒素酸化物の濃度が、起動指令又は起動停止指令の条件となっているのは、窒素酸化物の濃度が環境規制値を超えるか否かのパラメータとなっているからである。
【００２６】
運転状態切替部１１は、起動停止判断部１０による制御によりガス混合通風機１の起動及び停止処理を行う。窒素酸化物濃度予想プログラムは、後述する起動停止判断処理に用いられ、前記入り口Ｐ１における窒素酸化物の予想濃度の判定に用いられる。
【００２７】
［起動判定の概要］
図２は、ガス混合通風機の起動判定の概要を説明するための図である。
【００２８】
「中給指令」とは、図１における発電機出力を示すものである。「ＮＯｘ現在値」とは、前記入り口Ｐ１における窒素酸化物の濃度を示しており、濃度センサＳ１により計測された値である。「ＮＯｘ予想値」とは、前記入り口Ｐ１における窒素酸化物の予想濃度を示しており、前記窒素酸化物濃度予想プログラムにより判定された値である。「モル比」とは、濃度センサＳ２により計測され、脱硝装置５における窒素酸化物の濃度を示している。
【００２９】
起動停止判断部１０は、発電機出力が２７５ＭＷ以上であるとき、ＮＯｘ現在値が１１０ｐｐｍ以上であるとき、ＮＯｘ予想値が１１０ｐｐｍ以上であるとき、モル比が１．０９以上であるとき、のいずれかに該当する場合には、脱硝装置５の処理能力に余裕がない状態であると予想されるので、運転状態切替部１１に対して起動指令を行う。
【００３０】
このように、脱硝装置５の処理能力に余裕がなくなる要因の１つでも条件が成立すれば、起動指令を行い、発電用ボイラ３から発生する窒素酸化物の濃度上昇を防止することができるので、窒素酸化物の濃度が環境規制値を上回ることを効果的に防止することができる。
【００３１】
［起動停止判定の概要］
図３は、ガス混合通風機の起動停止判定の概要を説明するための図である。
【００３２】
起動停止判断部１０は、発電機出力が２７０ＭＷ未満であるとき、ＮＯｘ現在値が７０ｐｐｍ未満であるとき、ＮＯｘ予想値が１０５ｐｐｍ未満であるとき、モル比が１．００未満であるとき、のすべてに該当する場合には、脱硝装置５の処理能力に余裕がある状態であると予想されるので、運転状態切替部１１に対して起動停止指令を行う。
【００３３】
このように、脱硝装置５の処理能力に余裕があることを十分確認するように、すべての条件がそろってから停止指令を行うので、窒素酸化物の濃度が環境規制値を上回ることを効果的に防止することができる。
【００３４】
［窒素酸化物濃度予想プログラムの概要］
図４は、窒素酸化物濃度予想プログラムの概要を示す図である。
【００３５】
このプログラムは、発電機出力に対応して予想されるであろうＮＯｘ予想値が、発電機出力に応じて設定されており、例えば、発電機出力が２８０ＭＷであれば、ＮＯｘ予想値が１１０．０ｐｐｍであろうと予想してプログラミングされてなる。
【００３６】
このプログラムは、制御弁７を閉じ制御してガス混合通風機１に排気ガスが供給されないようにすることで、ガス混合通風機１による窒素酸化物の低減をさせない状態において、脱硝装置５の入り口Ｐ１における窒素酸化物の濃度を計測し、このようにして計測された実際の濃度に基づいてＮＯｘ予想値を予想することにより作成される。
【００３７】
つまり、このプログラムは、ガス混合通風機１が機能しない状態における入り口Ｐ１における窒素酸化物の濃度を予想した値を示している。
【００３８】
起動停止判断部１０は、このプログラムに従い、実際の発電機出力に応じたＮＯｘ予想値を判定する。例えば、発電機出力が２８０ＭＷであればＮＯｘ予想値が１１０．０ｐｐｍと判定する。
【００３９】
このような窒素酸化物予想濃度プログラムを用いることで、窒素酸化物の予想値を判定するので、ガス混合通風機１を停止させた場合における入り口Ｐ１における窒素酸化物の予想値が判定できる。したがって、ガス混合通風機１を停止させた場合に、窒素酸化物の濃度が環境規制値を超えないか否かを容易に判定することができる。
【００４０】
［ガス混合通風機の動作の概要］
図５は、ガス混合通風機の動作の概要を示すフローチャートを示している。
【００４１】
Ｓ１：起動停止判断部１０は、ガス混合通風機１が起動しているか否かの判断を行う。
【００４２】
Ｓ２：起動停止判断部１０は、ガス混合通風機１が起動状態にあれば、起動停止条件に達しているか否かの判断を行う。ここに、起動停止条件とは、発電機出力が２７５ＭＷ未満であるとき、ＮＯｘ現在値が１１０ｐｐｍ未満であるとき、ＮＯｘ予想値が１１０ｐｐｍ未満であるとき、モル比が１．０９未満であるとき、のすべてに該当していることをいう。
【００４３】
Ｓ３：起動停止条件に達している場合には、運転状態切替部１１に対して起動停止指令を行う。
【００４４】
Ｓ４：起動停止判断部１０は、ガス混合通風機１が起動状態になければ、起動条件に達しているか否かの判断を行う。ここに、起動条件とは、発電機出力が２７５ＭＷ以上であるとき、ＮＯｘ現在値が１１０ｐｐｍ以上であるとき、ＮＯｘ予想値が１１０ｐｐｍ以上であるとき、モル比が１．０９以上であるとき、のいずれかに該当していることをいう。
【００４５】
Ｓ５：起動条件に達している場合には、運転状態切替部１１に対して起動指令を行う。
【００４６】
このように、起動停止判断部１０は、起動条件及び起動停止条件に達しているか否かに応じて、起動指令及び起動停止指令を行うので、脱硝装置５の処理能力に余裕がなくなれば起動指令を行う一方、脱硝装置５の処理能力に余裕ができれば起動停止指令を行うので、ガス混合通風機１を窒素酸化物の濃度を環境規制値を超えない程度に必要最低限で運転することができ、ガス混合通風機１の動力コストを削減することができる。
【００４７】
また、従来、脱硝装置５の入り口における窒素酸化物の濃度に応じて人手により行っていたガス混合通風機１の運転を自動化でき、そのための要員を不要にできる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係るガス混合通風機と関連要素の全体構成を示す図である。
【図２】ガス混合通風機の起動判定の概要を説明するための図である。
【図３】ガス混合通風機の起動停止判定の概要を説明するための図である。
【図４】窒素酸化物濃度予想プログラムの概要を示す図である。
【図５】ガス混合通風機の動作の概要を示すフローチャートを示している。
【符号の説明】
【００４９】
１  ガス混合通風機
３  発電用ボイラ
５  脱硝装置
１０  起動停止判断部
１１  運転状態切替部
【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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