JP2001289783A - 排ガス中のｓｏ３濃度測定方法及び装置 - Google Patents
排ガス中のｓｏ３濃度測定方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 排ガス煙道のＳＯ3濃度をオンラインで測定
できるようにする。 【解決手段】 高温腐食が生じる温度域での排ガス中の
ＳＯ3濃度を測定する際は、ＳＯ3ガスが存在する試験空
間２に紫外光を通過させて透過光を分光することにより
吸収スペクトルを計測する試験計測を、ＳＯ3濃度とガ
ス温度とを変化させて行うことにより複数の吸収スペク
トルを得、且つノイズ成分の影響を求め、吸収スペクト
ルの強度とノイズ成分の影響とを用いてケモメトリック
ス法によりＳＯ3濃度と吸収スペクトルとの校正特性２
１を得、プラントの煙道にて計測した実吸収スペクトル
と排ガス温度とを校正特性２１と照合することにより、
排ガス中のＳＯ3濃度を測定する。
できるようにする。 【解決手段】 高温腐食が生じる温度域での排ガス中の
ＳＯ3濃度を測定する際は、ＳＯ3ガスが存在する試験空
間２に紫外光を通過させて透過光を分光することにより
吸収スペクトルを計測する試験計測を、ＳＯ3濃度とガ
ス温度とを変化させて行うことにより複数の吸収スペク
トルを得、且つノイズ成分の影響を求め、吸収スペクト
ルの強度とノイズ成分の影響とを用いてケモメトリック
ス法によりＳＯ3濃度と吸収スペクトルとの校正特性２
１を得、プラントの煙道にて計測した実吸収スペクトル
と排ガス温度とを校正特性２１と照合することにより、
排ガス中のＳＯ3濃度を測定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排ガス中のＳＯ3
濃度測定方法及び装置に関するものである。
濃度測定方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンコンバインドサイクルプラ
ントやボイラ等においては、石炭、オリマルジョン、油
等のように硫黄分を含有する燃料を用いる場合がある。
このような硫黄分を含有する燃料を燃焼させると排ガス
中にＳＯ3が生じ、このＳＯ3は、高温腐食や低温腐食の
原因となっている。
ントやボイラ等においては、石炭、オリマルジョン、油
等のように硫黄分を含有する燃料を用いる場合がある。
このような硫黄分を含有する燃料を燃焼させると排ガス
中にＳＯ3が生じ、このＳＯ3は、高温腐食や低温腐食の
原因となっている。
【０００３】ガスタービンコンバインドサイクルプラン
トのガスタービン入口の温度は通常略７００〜９００℃
程度の範囲にあり、この温度域においては、ＳＯ3によ
りＣＯＳＯ4、ＮｉＳＯ4等が生じて、タービンブレード
を高温腐食させるという問題がある。
トのガスタービン入口の温度は通常略７００〜９００℃
程度の範囲にあり、この温度域においては、ＳＯ3によ
りＣＯＳＯ4、ＮｉＳＯ4等が生じて、タービンブレード
を高温腐食させるという問題がある。
【０００４】このため、従来、このようなガスタービン
コンバインドサイクルプラントでは、経験則からタービ
ンブレードの寿命を予測し、定期的にタービンブレード
の点検、交換を行っていた。
コンバインドサイクルプラントでは、経験則からタービ
ンブレードの寿命を予測し、定期的にタービンブレード
の点検、交換を行っていた。
【０００５】又、ボイラにおいては、ボイラ火炉の出口
温度は通常略１５０〜４００℃程度の範囲にあり、この
温度域においては、ＳＯ3によりＨ2ＳＯ4が生じて、排
ガス煙道、下流のガス空気予熱器や集塵器等を低温腐食
させるという問題がある。又、上記したＳＯ3は、煙突
から紫煙を発生する原因とされており、この問題に対し
ても対処する必要がある。
温度は通常略１５０〜４００℃程度の範囲にあり、この
温度域においては、ＳＯ3によりＨ2ＳＯ4が生じて、排
ガス煙道、下流のガス空気予熱器や集塵器等を低温腐食
させるという問題がある。又、上記したＳＯ3は、煙突
から紫煙を発生する原因とされており、この問題に対し
ても対処する必要がある。
【０００６】上記した問題に対処するべく、従来から排
ガス中のＳＯ3を測定する方法が実施されている。
ガス中のＳＯ3を測定する方法が実施されている。
【０００７】従来の排ガス中のＳＯ3を測定する方法
は、排ガスをサンプリングし、除塵、除湿等を行った、
サンプリングガスを水に通してＳＯ3を水中に溶解さ
せ、その後ＳＯ3が溶解した水を手分析による化学分析
を行ってＳＯ3を定量している。
は、排ガスをサンプリングし、除塵、除湿等を行った、
サンプリングガスを水に通してＳＯ3を水中に溶解さ
せ、その後ＳＯ3が溶解した水を手分析による化学分析
を行ってＳＯ3を定量している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の排
ガス中のＳＯ3濃度測定方法は、排ガスをサンプリング
し手分析によってＳＯ3を定量する方法であるために、
測定に３０分〜１時間の測定時間を要し、計測時間に遅
れが生じるという問題を有していた。又、サンプリング
した排ガスの除塵、除湿等を行っているために、排ガス
煙道中の排ガスとは性状が異なった状態で測定されてし
まう可能性があるという問題を有していた。
ガス中のＳＯ3濃度測定方法は、排ガスをサンプリング
し手分析によってＳＯ3を定量する方法であるために、
測定に３０分〜１時間の測定時間を要し、計測時間に遅
れが生じるという問題を有していた。又、サンプリング
した排ガスの除塵、除湿等を行っているために、排ガス
煙道中の排ガスとは性状が異なった状態で測定されてし
まう可能性があるという問題を有していた。
【０００９】このように、従来においては、煙道の排ガ
ス中のＳＯ3を、オンラインで計測できる方法の開発が
望まれていたが、このような方法は存在しなかった。
ス中のＳＯ3を、オンラインで計測できる方法の開発が
望まれていたが、このような方法は存在しなかった。
【００１０】本発明は、かかる従来方法のもつ問題点を
解決すべくなしたもので、排ガス煙道のＳＯ3濃度をオ
ンラインで測定することができるようにした排ガス中の
ＳＯ3濃度測定方法及び装置を提供することを目的とし
ている。
解決すべくなしたもので、排ガス煙道のＳＯ3濃度をオ
ンラインで測定することができるようにした排ガス中の
ＳＯ3濃度測定方法及び装置を提供することを目的とし
ている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、高温腐食が生
じる温度域での排ガス中のＳＯ3濃度を測定する方法で
あって、ＳＯ3ガスを存在させた試験空間を有する試験
装置を用いて、集光光学系から発せられる紫外光を試験
空間に通過させ、ＳＯ3によって光強度が変化した透過
光を受光光学系により取り出し、得られた透過光を分光
することにより光路上に存在するＳＯ3濃度に比例する
吸収スペクトルを計測する試験計測を行い、上記試験計
測を、ＳＯ3濃度と、ガス温度とを変化させて複数回実
施することにより複数の吸収スペクトルを得ると共に、
妨害ガス等によるノイズ成分の影響を求め、上記吸収ス
ペクトルの強度とノイズ成分の影響とを用いてケモメト
リックス法によりＳＯ3濃度と吸収スペクトルとの校正
特性を得、上記試験計測と同様の操作により、プラント
の煙道を流動する排ガスの実吸収スペクトルを計測する
と共に、排ガス温度を計測し、実吸収スペクトルと排ガ
ス温度とを前記校正特性と照合することにより、排ガス
中のＳＯ3濃度を測定することを特徴とする排ガス中の
ＳＯ3濃度測定方法に係るものである。
じる温度域での排ガス中のＳＯ3濃度を測定する方法で
あって、ＳＯ3ガスを存在させた試験空間を有する試験
装置を用いて、集光光学系から発せられる紫外光を試験
空間に通過させ、ＳＯ3によって光強度が変化した透過
光を受光光学系により取り出し、得られた透過光を分光
することにより光路上に存在するＳＯ3濃度に比例する
吸収スペクトルを計測する試験計測を行い、上記試験計
測を、ＳＯ3濃度と、ガス温度とを変化させて複数回実
施することにより複数の吸収スペクトルを得ると共に、
妨害ガス等によるノイズ成分の影響を求め、上記吸収ス
ペクトルの強度とノイズ成分の影響とを用いてケモメト
リックス法によりＳＯ3濃度と吸収スペクトルとの校正
特性を得、上記試験計測と同様の操作により、プラント
の煙道を流動する排ガスの実吸収スペクトルを計測する
と共に、排ガス温度を計測し、実吸収スペクトルと排ガ
ス温度とを前記校正特性と照合することにより、排ガス
中のＳＯ3濃度を測定することを特徴とする排ガス中の
ＳＯ3濃度測定方法に係るものである。
【００１２】本発明は、低温腐食が生じる温度域での排
ガス中のＳＯ3濃度を測定する方法であって、ＳＯ3ガス
と水分を存在させた試験空間を有する試験装置を用い
て、集光光学系から発せられる紫外光を試験空間に通過
させ、ＳＯ3によって光強度が変化した透過光を受光光
学系により取り出し、得られた透過光を分光することに
より光路上に存在するＳＯ3濃度に比例する吸収スペク
トルと、ＳＯ2濃度に比例する吸収スペクトルとを計測
する試験計測を行い、上記試験計測を、ＳＯ3濃度と、
ＳＯ2濃度と、ガス温度とを変化させて複数回実施する
ことにより複数の吸収スペクトルを得ると共に、妨害ガ
ス等によるノイズ成分の影響を求め、上記吸収スペクト
ルの強度と、ＳＯ3の吸収スペクトルとＳＯ2の吸収スペ
クトルとの化学平衡曲線と、ノイズ成分の影響とを用い
て、ケモメトリックス法によりＳＯ3濃度と吸収スペク
トルとの校正特性を得、上記試験計測と同様の操作によ
り、プラントの煙道を流動する排ガスの実吸収スペクト
ルと、排ガス温度と、水分濃度を計測し、実吸収スペク
トルと排ガス温度と水分濃度を前記校正特性と照合する
ことにより、排ガス中のＳＯ3濃度を測定することを特
徴とする排ガス中のＳＯ3濃度測定方法に係るものであ
る。
ガス中のＳＯ3濃度を測定する方法であって、ＳＯ3ガス
と水分を存在させた試験空間を有する試験装置を用い
て、集光光学系から発せられる紫外光を試験空間に通過
させ、ＳＯ3によって光強度が変化した透過光を受光光
学系により取り出し、得られた透過光を分光することに
より光路上に存在するＳＯ3濃度に比例する吸収スペク
トルと、ＳＯ2濃度に比例する吸収スペクトルとを計測
する試験計測を行い、上記試験計測を、ＳＯ3濃度と、
ＳＯ2濃度と、ガス温度とを変化させて複数回実施する
ことにより複数の吸収スペクトルを得ると共に、妨害ガ
ス等によるノイズ成分の影響を求め、上記吸収スペクト
ルの強度と、ＳＯ3の吸収スペクトルとＳＯ2の吸収スペ
クトルとの化学平衡曲線と、ノイズ成分の影響とを用い
て、ケモメトリックス法によりＳＯ3濃度と吸収スペク
トルとの校正特性を得、上記試験計測と同様の操作によ
り、プラントの煙道を流動する排ガスの実吸収スペクト
ルと、排ガス温度と、水分濃度を計測し、実吸収スペク
トルと排ガス温度と水分濃度を前記校正特性と照合する
ことにより、排ガス中のＳＯ3濃度を測定することを特
徴とする排ガス中のＳＯ3濃度測定方法に係るものであ
る。
【００１３】上記手段において、ノイズ成分はＳＯ2濃
度であってもよい。
度であってもよい。
【００１４】本発明は、高温腐食が生じる温度域での排
ガス中のＳＯ3濃度を測定する装置であって、ＳＯ3ガス
の濃度を変化させて収容でき且つ温度が調整可能な試験
空間を有する吸収セルと、紫外光を試験空間に導く集光
光学系と、試験空間のＳＯ3によって光強度が変化した
透過光を取り出す受光光学系と、得られた透過光を分光
して光路上に存在するＳＯ3濃度に比例する吸収スペク
トルの強度とノイズ成分の影響を計測する試験計測装置
と、試験計測装置によりＳＯ3濃度と温度を変化して得
た複数の吸収スペクトルとノイズ成分の影響とによりＳ
Ｏ3濃度と吸収スペクトルとの校正特性を求める演算装
置と、プラントの排ガス煙道に備えて煙道内に紫外光を
導く集光光学系と、煙道内のＳＯ3によって光強度が変
化した透過光を取り出す受光光学系と、得られた透過光
を分光することにより光路上に存在するＳＯ3濃度に比
例する実収スペクトルを計測する実計測装置と、煙道内
の排ガス温度を計測する温度計と、前記実吸収スペクト
ルと排ガス温度とを前記校正特性と照合して、排ガス中
のＳＯ3濃度を測定する濃度演算装置と、を備えたこと
を特徴とする排ガス中のＳＯ3濃度測定装置に係るもの
である。
ガス中のＳＯ3濃度を測定する装置であって、ＳＯ3ガス
の濃度を変化させて収容でき且つ温度が調整可能な試験
空間を有する吸収セルと、紫外光を試験空間に導く集光
光学系と、試験空間のＳＯ3によって光強度が変化した
透過光を取り出す受光光学系と、得られた透過光を分光
して光路上に存在するＳＯ3濃度に比例する吸収スペク
トルの強度とノイズ成分の影響を計測する試験計測装置
と、試験計測装置によりＳＯ3濃度と温度を変化して得
た複数の吸収スペクトルとノイズ成分の影響とによりＳ
Ｏ3濃度と吸収スペクトルとの校正特性を求める演算装
置と、プラントの排ガス煙道に備えて煙道内に紫外光を
導く集光光学系と、煙道内のＳＯ3によって光強度が変
化した透過光を取り出す受光光学系と、得られた透過光
を分光することにより光路上に存在するＳＯ3濃度に比
例する実収スペクトルを計測する実計測装置と、煙道内
の排ガス温度を計測する温度計と、前記実吸収スペクト
ルと排ガス温度とを前記校正特性と照合して、排ガス中
のＳＯ3濃度を測定する濃度演算装置と、を備えたこと
を特徴とする排ガス中のＳＯ3濃度測定装置に係るもの
である。
【００１５】本発明は、低温腐食が生じる温度域での排
ガス中のＳＯ3濃度を測定する装置であって、ＳＯ3ガス
の濃度と水分濃度を変化させて収容でき且つ温度が調整
可能な試験空間を有する吸収セルと、紫外光を試験空間
に導く集光光学系と、試験空間のＳＯ3によって光強度
が変化した透過光を取り出す受光光学系と、得られた透
過光を分光して光路上に存在するＳＯ3濃度に比例する
吸収スペクトルの強度とノイズ成分の影響を計測する試
験計測装置と、試験計測装置によりＳＯ3濃度と、水分
濃度と、ガス温度とを変化させて得た複数の吸収スペク
トルの強度と、ＳＯ3の吸収スペクトルとＳＯ2の吸収ス
ペクトルとの化学平衡曲線と、ノイズ成分の影響とを用
いて、ケモメトリックス法によりＳＯ3濃度と吸収スペ
クトルとの校正特性を求める演算装置と、プラントの排
ガス煙道に備えて煙道内に紫外光を導く集光光学系と、
煙道内のＳＯ3によって光強度が変化した透過光を取り
出す受光光学系と、得られた透過光を分光することによ
り光路上に存在するＳＯ3濃度に比例する実収スペクト
ルを計測する実計測装置と、煙道内の水分濃度を計測す
る水分計と、煙道内の排ガス温度を計測する温度計と、
前記実吸収スペクトルと、水分濃度と、排ガス温度とを
前記校正特性と照合して、排ガス中のＳＯ3濃度を測定
する濃度演算装置と、を備えたことを特徴とする排ガス
中のＳＯ3濃度測定装置に係るものである。
ガス中のＳＯ3濃度を測定する装置であって、ＳＯ3ガス
の濃度と水分濃度を変化させて収容でき且つ温度が調整
可能な試験空間を有する吸収セルと、紫外光を試験空間
に導く集光光学系と、試験空間のＳＯ3によって光強度
が変化した透過光を取り出す受光光学系と、得られた透
過光を分光して光路上に存在するＳＯ3濃度に比例する
吸収スペクトルの強度とノイズ成分の影響を計測する試
験計測装置と、試験計測装置によりＳＯ3濃度と、水分
濃度と、ガス温度とを変化させて得た複数の吸収スペク
トルの強度と、ＳＯ3の吸収スペクトルとＳＯ2の吸収ス
ペクトルとの化学平衡曲線と、ノイズ成分の影響とを用
いて、ケモメトリックス法によりＳＯ3濃度と吸収スペ
クトルとの校正特性を求める演算装置と、プラントの排
ガス煙道に備えて煙道内に紫外光を導く集光光学系と、
煙道内のＳＯ3によって光強度が変化した透過光を取り
出す受光光学系と、得られた透過光を分光することによ
り光路上に存在するＳＯ3濃度に比例する実収スペクト
ルを計測する実計測装置と、煙道内の水分濃度を計測す
る水分計と、煙道内の排ガス温度を計測する温度計と、
前記実吸収スペクトルと、水分濃度と、排ガス温度とを
前記校正特性と照合して、排ガス中のＳＯ3濃度を測定
する濃度演算装置と、を備えたことを特徴とする排ガス
中のＳＯ3濃度測定装置に係るものである。
【００１６】上記手段において、集光光学系と受光光学
系との対の構成を、煙道の排ガスの流動方向と直交する
方向に複数並べて備えることにより、排ガス煙道内のＳ
Ｏ3濃度の偏りを測定するようにしてもよく、又、集光
光学系と受光光学系との対の構成を、排ガスの流動方向
と直交する方向で且つ互いに交差する３つの方向に複数
並べて備えることにより、排ガス煙道内のＳＯ3濃度の
二次元分布を測定するようにしてもよい。
系との対の構成を、煙道の排ガスの流動方向と直交する
方向に複数並べて備えることにより、排ガス煙道内のＳ
Ｏ3濃度の偏りを測定するようにしてもよく、又、集光
光学系と受光光学系との対の構成を、排ガスの流動方向
と直交する方向で且つ互いに交差する３つの方向に複数
並べて備えることにより、排ガス煙道内のＳＯ3濃度の
二次元分布を測定するようにしてもよい。
【００１７】本発明では、次のように作用する。
【００１８】排ガス煙道内のＳＯ3濃度をオンラインで
高精度に測定できる。高温腐食の温度域におけるＳＯ3
濃度を精度よく測定できるので、タービンブレードの寿
命等を精度よく予測できる。低温腐食の温度域における
ＳＯ3濃度をオンラインで精度よく計測できるので、低
温腐食対策、紫煙対策を時間遅れを生じることなく適切
に講じることができる。
高精度に測定できる。高温腐食の温度域におけるＳＯ3
濃度を精度よく測定できるので、タービンブレードの寿
命等を精度よく予測できる。低温腐食の温度域における
ＳＯ3濃度をオンラインで精度よく計測できるので、低
温腐食対策、紫煙対策を時間遅れを生じることなく適切
に講じることができる。
【００１９】排ガス煙道内のＳＯ3濃度の偏りを測定し
たり、排ガス煙道内のＳＯ3濃度の二次元分布を測定で
きる。
たり、排ガス煙道内のＳＯ3濃度の二次元分布を測定で
きる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面に基づいて説明する。
を図面に基づいて説明する。
【００２１】本発明者らは、ＳＯ3が紫外域の光に吸収
スペクトルを持ち、しかもその吸収スペクトルの強度が
ＳＯ3の濃度に対応することを見出し、この関係を用い
ることにより、排ガス中のＳＯ3濃度をオンラインで測
定できる方法及び装置を完成した。
スペクトルを持ち、しかもその吸収スペクトルの強度が
ＳＯ3の濃度に対応することを見出し、この関係を用い
ることにより、排ガス中のＳＯ3濃度をオンラインで測
定できる方法及び装置を完成した。
【００２２】図１は、高温腐食が生じる温度域での排ガ
ス中のＳＯ3濃度を測定する方法を実施するための試験
計測装置の一例を示したものである。
ス中のＳＯ3濃度を測定する方法を実施するための試験
計測装置の一例を示したものである。
【００２３】図１に示すように、試験計測装置１は、試
験空間２を有する吸収セル３と、少なくともＳＯ3の吸
収域をカバーする紫外域の光を投射するランプあるいは
レーザ等の光源を備えた集光光学系４と、該集光光学系
４からの紫外光を前記吸収セル３の一端に備えた石英の
透過板５から試験空間２に入射し、吸収セル３の他端に
備えた反射鏡６により反射させて透過板５から外部の受
光光学系７に導き、透過光を分光器８に導入するように
している。
験空間２を有する吸収セル３と、少なくともＳＯ3の吸
収域をカバーする紫外域の光を投射するランプあるいは
レーザ等の光源を備えた集光光学系４と、該集光光学系
４からの紫外光を前記吸収セル３の一端に備えた石英の
透過板５から試験空間２に入射し、吸収セル３の他端に
備えた反射鏡６により反射させて透過板５から外部の受
光光学系７に導き、透過光を分光器８に導入するように
している。
【００２４】前記吸収セル３は、ＳＯ3の含有濃度を変
化させたガスを供給できる濃度調整装置９に、弁１１を
備えた供給管１０を介して接続されていると共に、吸収
セル３には弁１１を備えた排出管１２が接続されてお
り、吸収セル３の試験空間２のＳＯ3濃度を任意に調整
できるようにしている。
化させたガスを供給できる濃度調整装置９に、弁１１を
備えた供給管１０を介して接続されていると共に、吸収
セル３には弁１１を備えた排出管１２が接続されてお
り、吸収セル３の試験空間２のＳＯ3濃度を任意に調整
できるようにしている。
【００２５】又、吸収セル３には、温度コントローラ１
３が設けられていて試験空間２のＳＯ3ガスの温度を調
整できるようになっている。１４は温度モニタ、１５は
圧力計である。
３が設けられていて試験空間２のＳＯ3ガスの温度を調
整できるようになっている。１４は温度モニタ、１５は
圧力計である。
【００２６】前記分光器８にはＣＣＤ１６、分光器コン
トローラ１７が備えられて試験計測部１８が構成されて
おり、試験計測部１８にて計測した吸収スペクトルが演
算装置１９に入力されている。演算装置１９には、試験
空間２のＳＯ3濃度を種々変化させた場合の吸収スペク
トルと、温度コントローラ１３により温度を種々変化さ
せたときの吸収スペクトルが入力されており、更に、Ｓ
Ｏ3の吸収スペクトル計測時にノイズとなるＳＯ2等の有
害ガスの影響を計測したノイズ成分２０が入力されてお
り、演算装置１９は、ＳＯ3濃度と吸収スペクトルとの
校正特性２１を出力するようになっている。
トローラ１７が備えられて試験計測部１８が構成されて
おり、試験計測部１８にて計測した吸収スペクトルが演
算装置１９に入力されている。演算装置１９には、試験
空間２のＳＯ3濃度を種々変化させた場合の吸収スペク
トルと、温度コントローラ１３により温度を種々変化さ
せたときの吸収スペクトルが入力されており、更に、Ｓ
Ｏ3の吸収スペクトル計測時にノイズとなるＳＯ2等の有
害ガスの影響を計測したノイズ成分２０が入力されてお
り、演算装置１９は、ＳＯ3濃度と吸収スペクトルとの
校正特性２１を出力するようになっている。
【００２７】一方、図２〜図４は、高温腐食が生じる温
度域での排ガス中のＳＯ3濃度を計測するための煙道２
２に備える実計測装置２３を示している。
度域での排ガス中のＳＯ3濃度を計測するための煙道２
２に備える実計測装置２３を示している。
【００２８】実計測装置２３は、前記試験計測装置１と
類似した構成を有しており、前記集光光学系４と受光光
学系７と同様に対の構成を有して、煙道２２のガス流路
と直交する面において幅方向（図２の左右）に３個の集
光光学系４ａと受光光学系７ａを、前後方向（図２の上
下）に２個の集光光学系４ｂと受光光学系７ｂを配置し
ている。
類似した構成を有しており、前記集光光学系４と受光光
学系７と同様に対の構成を有して、煙道２２のガス流路
と直交する面において幅方向（図２の左右）に３個の集
光光学系４ａと受光光学系７ａを、前後方向（図２の上
下）に２個の集光光学系４ｂと受光光学系７ｂを配置し
ている。
【００２９】図２中２４は、集光光学系４に接続された
電源、２５は、受光光学系７に光ファイバ２６を介して
接続された分光器８と、ＣＣＤ１６と、分光器コントロ
ーラ１７とからなる実計測部である。
電源、２５は、受光光学系７に光ファイバ２６を介して
接続された分光器８と、ＣＣＤ１６と、分光器コントロ
ーラ１７とからなる実計測部である。
【００３０】２７は、実計測部２５の分光器コントロー
ラ１７に接続された濃度演算装置であり、該濃度演算装
置２７には、前記図１の演算装置１９によって得られた
校正特性２１が入力されると共に、煙道２２に設けた温
度計２８からの排ガス温度２９が入力されるようになっ
ている。
ラ１７に接続された濃度演算装置であり、該濃度演算装
置２７には、前記図１の演算装置１９によって得られた
校正特性２１が入力されると共に、煙道２２に設けた温
度計２８からの排ガス温度２９が入力されるようになっ
ている。
【００３１】図３は、前記煙道２２に備えている集光光
学系４ａ，４ｂの一例を示しており、煙道２２の側壁に
管台状に形成した計測口３０のフランジ３１に取り付け
られている。図３の集光光学系４ａ，４ｂは、ケーシン
グ３２の内部に、少なくともＳＯ3の吸収域をカバーす
る紫外域の光を投射するキセノンランプ３３、細口３４
を有するプレート３５、光をパルス的に投射するための
チョッパー３６、必要紫外域の光のみを透過させてノイ
ズを防止するカットオン等のフィルタ３７、レンズ３
８、前記フランジ３１との間に挟持するようにした光学
窓３９、光学窓３９の計測口３０側に空気を吹き付ける
パージ管４０とを備えている。４１はケーシング３２内
の温度の上昇を防止する空冷ファンである。
学系４ａ，４ｂの一例を示しており、煙道２２の側壁に
管台状に形成した計測口３０のフランジ３１に取り付け
られている。図３の集光光学系４ａ，４ｂは、ケーシン
グ３２の内部に、少なくともＳＯ3の吸収域をカバーす
る紫外域の光を投射するキセノンランプ３３、細口３４
を有するプレート３５、光をパルス的に投射するための
チョッパー３６、必要紫外域の光のみを透過させてノイ
ズを防止するカットオン等のフィルタ３７、レンズ３
８、前記フランジ３１との間に挟持するようにした光学
窓３９、光学窓３９の計測口３０側に空気を吹き付ける
パージ管４０とを備えている。４１はケーシング３２内
の温度の上昇を防止する空冷ファンである。
【００３２】図４は、前記煙道２２に備えている受光光
学系７ａ，７ｂの一例を示しており、煙道２２の側壁に
前記計測口３０と対抗するように設けられた計測口４２
のフランジ４３に取り付けられている。図４の受光光学
系７ａ，７ｂは、前記計測口４２のフランジ４３との間
に光学窓４４を挟むようにしたケーシング４５を備えて
おり、該ケーシング４５の内部に、必要紫外域の光のみ
を透過させてノイズを防止するカットオン等のフィルタ
４６と受光部４７とを備えている。受光部４７は前記光
ファイバ２６に接続されている。光学窓３９の計測口３
０側にも空気を吹き付けるパージ管４０を備えている。
学系７ａ，７ｂの一例を示しており、煙道２２の側壁に
前記計測口３０と対抗するように設けられた計測口４２
のフランジ４３に取り付けられている。図４の受光光学
系７ａ，７ｂは、前記計測口４２のフランジ４３との間
に光学窓４４を挟むようにしたケーシング４５を備えて
おり、該ケーシング４５の内部に、必要紫外域の光のみ
を透過させてノイズを防止するカットオン等のフィルタ
４６と受光部４７とを備えている。受光部４７は前記光
ファイバ２６に接続されている。光学窓３９の計測口３
０側にも空気を吹き付けるパージ管４０を備えている。
【００３３】なお、前記図３の集光光学系４ａ，４ｂ及
び図４の受光光学系７ａ，７ｂの構成は、図１の試験計
測装置１の構成にも適用することができる。
び図４の受光光学系７ａ，７ｂの構成は、図１の試験計
測装置１の構成にも適用することができる。
【００３４】又、図５は、低温腐食が生じる温度域での
排ガス中のＳＯ3濃度を測定する方法を実施するための
試験計測装置４８の一例を示したものである。この試験
計測装置４８は、吸収セル３に供給するＳＯ3を含有す
るガス中の水分濃度を調整する水分付加装置４９を備え
ていることと、吸収セル３内のガス中の水分濃度を検出
する水分モニタ５０を備えていること以外は図１の試験
計測装置１と同一である。
排ガス中のＳＯ3濃度を測定する方法を実施するための
試験計測装置４８の一例を示したものである。この試験
計測装置４８は、吸収セル３に供給するＳＯ3を含有す
るガス中の水分濃度を調整する水分付加装置４９を備え
ていることと、吸収セル３内のガス中の水分濃度を検出
する水分モニタ５０を備えていること以外は図１の試験
計測装置１と同一である。
【００３５】又、図６は、低温腐食が生じる温度域での
排ガス中のＳＯ3濃度を測定する方法を実施するための
煙道２２に備える実計測装置５１の一例を示したもので
ある。この実計測装置５１は、吸収セル３内のガス中の
水分濃度を検出する水分計５２を備えて検出した水分濃
度５３を濃度演算装置２７に入力していること以外は図
２の実計測装置２３と同一である。
排ガス中のＳＯ3濃度を測定する方法を実施するための
煙道２２に備える実計測装置５１の一例を示したもので
ある。この実計測装置５１は、吸収セル３内のガス中の
水分濃度を検出する水分計５２を備えて検出した水分濃
度５３を濃度演算装置２７に入力していること以外は図
２の実計測装置２３と同一である。
【００３６】又、図６では、対をなして幅方向と前後方
向に配置した集光光学系４ａ，４ｂと受光光学系７ａ，
７ｂに対して、斜めに交差する方向の集光光学系４ｃと
受光光学系７ｃを対で設けた場合を示している。
向に配置した集光光学系４ａ，４ｂと受光光学系７ａ，
７ｂに対して、斜めに交差する方向の集光光学系４ｃと
受光光学系７ｃを対で設けた場合を示している。
【００３７】以下に、上記形態例の作用を説明する。
【００３８】本発明者らは、光を用いてＳＯ3の濃度を
測定することを考え、種々の試験を行った結果、図７に
示すように、紫外光を投射すると、特定波長域におい
て、吸収により透過率が大きく変化することが得られ
た。図７の曲線は夫々ＳＯ3の濃度を示しており、図中
ａは１００ｐｐｍ、ｂは３００ｐｐｍ、ｃは８００ｐｐ
ｍ、ｄは１０００ｐｐｍ、ｅは３０００ｐｐｍの場合を
示す。
測定することを考え、種々の試験を行った結果、図７に
示すように、紫外光を投射すると、特定波長域におい
て、吸収により透過率が大きく変化することが得られ
た。図７の曲線は夫々ＳＯ3の濃度を示しており、図中
ａは１００ｐｐｍ、ｂは３００ｐｐｍ、ｃは８００ｐｐ
ｍ、ｄは１０００ｐｐｍ、ｅは３０００ｐｐｍの場合を
示す。
【００３９】又、ＳＯ3の水分（水蒸気）濃度依存性に
ついて試験したところ、図８に示すように、温度が４０
０℃以上だと水分濃度依存性は小さいが、４００℃以下
だと温度が低くなるほど水分濃度依存性が顕著になるこ
とが判明した。
ついて試験したところ、図８に示すように、温度が４０
０℃以上だと水分濃度依存性は小さいが、４００℃以下
だと温度が低くなるほど水分濃度依存性が顕著になるこ
とが判明した。
【００４０】又、ＳＯ3の温度依存性について試験した
ところ、図９に示すように、ドライの場合は若干の温度
依存性が見られ、温度が４００℃以下だと吸収スペクト
ルが急激に低下することが判明した。
ところ、図９に示すように、ドライの場合は若干の温度
依存性が見られ、温度が４００℃以下だと吸収スペクト
ルが急激に低下することが判明した。
【００４１】これにより、ＳＯ3の吸収スペクトルの計
測に際して、水分濃度、ガスの温度が重要であることが
判明した。
測に際して、水分濃度、ガスの温度が重要であることが
判明した。
【００４２】更に、ＳＯ3の吸収スペクトルを計測する
際に、他のガスが妨害ガスとなってノイズを生じること
によってＳＯ3の吸収スペクトルの高精度での計測を困
難にしていることが判明した。試験の結果、主にＳＯ2
が妨害ガスとなっており、この妨害ガスによる影響は、
プラントの運用条件での影響の大きさを定量できること
が判明した。
際に、他のガスが妨害ガスとなってノイズを生じること
によってＳＯ3の吸収スペクトルの高精度での計測を困
難にしていることが判明した。試験の結果、主にＳＯ2
が妨害ガスとなっており、この妨害ガスによる影響は、
プラントの運用条件での影響の大きさを定量できること
が判明した。
【００４３】次に、高温腐食が生じる温度域、例えば７
００〜９００℃での排ガス中のＳＯ 3濃度を測定する場
合の方法について説明する。
００〜９００℃での排ガス中のＳＯ 3濃度を測定する場
合の方法について説明する。
【００４４】まず、図１において、濃度調整装置９によ
り所定濃度のＳＯ3ガスを吸収セル３内に供給して密閉
した状態において、集光光学系４から発せられる紫外光
を試験空間２に通過させ、ＳＯ3によって光強度が変化
した透過光を受光光学系７により取り出し、得られた透
過光を試験計測部１８の分光器８で分光することによ
り、吸収セル３内の光路上に存在するＳＯ3濃度に比例
する吸収スペクトルが計測される。
り所定濃度のＳＯ3ガスを吸収セル３内に供給して密閉
した状態において、集光光学系４から発せられる紫外光
を試験空間２に通過させ、ＳＯ3によって光強度が変化
した透過光を受光光学系７により取り出し、得られた透
過光を試験計測部１８の分光器８で分光することによ
り、吸収セル３内の光路上に存在するＳＯ3濃度に比例
する吸収スペクトルが計測される。
【００４５】このような試験計測を、ＳＯ3濃度を変化
させて複数回実施することにより、各々の吸収スペクト
ルを得ると共に、温度コントローラ１３によりガス温度
を変化させて複数回実施することにより複数の吸収スペ
クトルを得て夫々演算装置１９に入力し、更に妨害ガス
等によるノイズ成分を求め、上記吸収スペクトルの強度
とノイズ成分とを用いてケモメトリックス法により、Ｓ
Ｏ3濃度と吸収スペクトルとの校正特性２１を得る。
させて複数回実施することにより、各々の吸収スペクト
ルを得ると共に、温度コントローラ１３によりガス温度
を変化させて複数回実施することにより複数の吸収スペ
クトルを得て夫々演算装置１９に入力し、更に妨害ガス
等によるノイズ成分を求め、上記吸収スペクトルの強度
とノイズ成分とを用いてケモメトリックス法により、Ｓ
Ｏ3濃度と吸収スペクトルとの校正特性２１を得る。
【００４６】一方、図２に示したように煙道２２に備え
た実計測装置２３の各集光光学系４ａ，４ｂから発せら
れる紫外光を煙道２２内に通過させ、ＳＯ3によって光
強度が変化した透過光を受光光学系７ａ，７ｂにより取
り出し、得られた透過光を実計測部２５の分光器８で分
光することにより、煙道２２内の光路上に存在するＳＯ
3濃度に比例する実吸収スペクトルを計測し、計測した
実吸収スペクトルを濃度演算装置２７に入力する。又、
温度計２８により検出した排ガス温度２９を濃度演算装
置２７に入力する。
た実計測装置２３の各集光光学系４ａ，４ｂから発せら
れる紫外光を煙道２２内に通過させ、ＳＯ3によって光
強度が変化した透過光を受光光学系７ａ，７ｂにより取
り出し、得られた透過光を実計測部２５の分光器８で分
光することにより、煙道２２内の光路上に存在するＳＯ
3濃度に比例する実吸収スペクトルを計測し、計測した
実吸収スペクトルを濃度演算装置２７に入力する。又、
温度計２８により検出した排ガス温度２９を濃度演算装
置２７に入力する。
【００４７】濃度演算装置２７には、前記図１の演算装
置１９で得られた校正特性２１が入力されているので、
濃度演算装置２７は、実吸収スペクトルと、排ガス温度
２９とを、前記校正特性２１と照合することにより、排
ガス中のＳＯ3濃度を高精度に測定することができる。
試験の結果、ＳＯ3濃度を１ｐｐｍの単位で測定するこ
とができた。
置１９で得られた校正特性２１が入力されているので、
濃度演算装置２７は、実吸収スペクトルと、排ガス温度
２９とを、前記校正特性２１と照合することにより、排
ガス中のＳＯ3濃度を高精度に測定することができる。
試験の結果、ＳＯ3濃度を１ｐｐｍの単位で測定するこ
とができた。
【００４８】次に、低温腐食が生じる温度域、例えば１
５０〜４００℃での排ガス中のＳＯ 3濃度を測定する場
合の方法について説明する。
５０〜４００℃での排ガス中のＳＯ 3濃度を測定する場
合の方法について説明する。
【００４９】ボイラのこのような温度条件の排ガスの場
合には、通常１２％前後の水分を含有しており、このよ
うな排ガスにおいては、排ガス中のＳＯ3は十分な水分
に対して飽和雰囲気にあるために反応してＨ2ＳＯ4とな
る。この点について調査したところ、図１０に示すよう
な愕化学平衡曲線が得られた。化学平衡的には、４００
℃以下の低温度は、ＳＯ3と水分が反応して一部のＳＯ3
がＨ2ＳＯ4蒸気に変化している。このときの変化域Ｘ
は、調度ボイラの出口温度域に一致している。
合には、通常１２％前後の水分を含有しており、このよ
うな排ガスにおいては、排ガス中のＳＯ3は十分な水分
に対して飽和雰囲気にあるために反応してＨ2ＳＯ4とな
る。この点について調査したところ、図１０に示すよう
な愕化学平衡曲線が得られた。化学平衡的には、４００
℃以下の低温度は、ＳＯ3と水分が反応して一部のＳＯ3
がＨ2ＳＯ4蒸気に変化している。このときの変化域Ｘ
は、調度ボイラの出口温度域に一致している。
【００５０】まず、図５において、濃度調整装置９によ
り所定濃度のＳＯ3ガスを吸収セル３内に供給して密閉
した状態において、集光光学系４から発せられる紫外光
を試験空間２に通過させ、ＳＯ3によって光強度が変化
した透過光を受光光学系７により取り出し、得られた透
過光を試験計測部１８の分光器８で分光することによ
り、吸収セル３内の光路上に存在するＳＯ3濃度に比例
する吸収スペクトルが計測される。
り所定濃度のＳＯ3ガスを吸収セル３内に供給して密閉
した状態において、集光光学系４から発せられる紫外光
を試験空間２に通過させ、ＳＯ3によって光強度が変化
した透過光を受光光学系７により取り出し、得られた透
過光を試験計測部１８の分光器８で分光することによ
り、吸収セル３内の光路上に存在するＳＯ3濃度に比例
する吸収スペクトルが計測される。
【００５１】このような試験計測を、ＳＯ3濃度を変化
させて複数回実施することにより各々の吸収スペクトル
を得ると共に、温度コントローラ１３によりガス温度を
変化させて複数回実施することにより複数の吸収スペク
トルを得、更に、水分付加装置４９により水分濃度を変
化させて得た吸収スペクトルを夫々演算装置１９に入力
し、更に妨害ガス等によるノイズ成分を求め、上記吸収
スペクトルの強度とノイズ成分とを用いてケモメトリッ
クス法により、ＳＯ3濃度と吸収スペクトルとの校正特
性２１を得る。
させて複数回実施することにより各々の吸収スペクトル
を得ると共に、温度コントローラ１３によりガス温度を
変化させて複数回実施することにより複数の吸収スペク
トルを得、更に、水分付加装置４９により水分濃度を変
化させて得た吸収スペクトルを夫々演算装置１９に入力
し、更に妨害ガス等によるノイズ成分を求め、上記吸収
スペクトルの強度とノイズ成分とを用いてケモメトリッ
クス法により、ＳＯ3濃度と吸収スペクトルとの校正特
性２１を得る。
【００５２】一方、図６に示したように煙道２２に備え
た実計測装置２３の各集光光学系４ａ，４ｂ，４ｃから
発せられる紫外光を煙道２２内に通過させ、ＳＯ3によ
って光強度が変化した透過光を受光光学系７ａ，７ｂ，
７ｃにより取り出し、得られた透過光を実計測部２５の
分光器８で分光することにより、煙道２２内の光路上に
存在するＳＯ3濃度に比例する実吸収スペクトルを計測
し、計測した実吸収スペクトルを濃度演算装置２７に入
力する。又、温度計２８により検出した排ガス温度２９
を濃度演算装置２７に入力すると共に、水分計５２によ
り検出した水分濃度５３濃度演算装置２７に入力する。
た実計測装置２３の各集光光学系４ａ，４ｂ，４ｃから
発せられる紫外光を煙道２２内に通過させ、ＳＯ3によ
って光強度が変化した透過光を受光光学系７ａ，７ｂ，
７ｃにより取り出し、得られた透過光を実計測部２５の
分光器８で分光することにより、煙道２２内の光路上に
存在するＳＯ3濃度に比例する実吸収スペクトルを計測
し、計測した実吸収スペクトルを濃度演算装置２７に入
力する。又、温度計２８により検出した排ガス温度２９
を濃度演算装置２７に入力すると共に、水分計５２によ
り検出した水分濃度５３濃度演算装置２７に入力する。
【００５３】濃度演算装置２７には、前記図１の演算装
置１９で得られた校正特性２１が入力されているので、
濃度演算装置２７は、実吸収スペクトルと、排ガス温度
２９と、水分濃度５３とを、前記校正特性２１と照合す
ることにより、排ガス中のＳＯ3濃度を高精度に測定す
ることができる。試験の結果、ＳＯ3濃度を１ｐｐｍの
単位で測定することができた。
置１９で得られた校正特性２１が入力されているので、
濃度演算装置２７は、実吸収スペクトルと、排ガス温度
２９と、水分濃度５３とを、前記校正特性２１と照合す
ることにより、排ガス中のＳＯ3濃度を高精度に測定す
ることができる。試験の結果、ＳＯ3濃度を１ｐｐｍの
単位で測定することができた。
【００５４】図３、図４に示すように集光光学系４ａ，
４ｂ及び受光光学系７ａ，７ｂの光学窓３９，４４にお
ける計測口３０，４２側にパージ管４０を備えているこ
とにより、排ガス煙道２２内を流動する排ガスがダスト
を含んでいても、ダストに影響されることなくＳＯ3濃
度を測定することができる。
４ｂ及び受光光学系７ａ，７ｂの光学窓３９，４４にお
ける計測口３０，４２側にパージ管４０を備えているこ
とにより、排ガス煙道２２内を流動する排ガスがダスト
を含んでいても、ダストに影響されることなくＳＯ3濃
度を測定することができる。
【００５５】図２に示したように、集光光学系４ａと受
光光学系７ａとの対の構成と、集光光学系４ｂと受光光
学系７ｂとの対の構成とを、煙道２２の排ガスの流動方
向と直交する方向に複数並べて備えると、排ガス煙道内
のＳＯ3濃度の偏りを測定することができる。
光光学系７ａとの対の構成と、集光光学系４ｂと受光光
学系７ｂとの対の構成とを、煙道２２の排ガスの流動方
向と直交する方向に複数並べて備えると、排ガス煙道内
のＳＯ3濃度の偏りを測定することができる。
【００５６】又、図６に示したように、集光光学系４ａ
と受光光学系７ａとの対の構成、集光光学系４ｂと受光
光学系７ｂとの対の構成、集光光学系４ｃと受光光学系
７ｃとの対の構成を、排ガスの流動方向と直交する方向
で且つ互いに交差する３つの方向に複数並べて備えるこ
とにより、排ガス煙道内のＳＯ3濃度の二次元分布を測
定することができる。二次元分布の測定は、一般に知ら
れているＣＴ法（コンボリューション法）を用いて求め
ることができる。
と受光光学系７ａとの対の構成、集光光学系４ｂと受光
光学系７ｂとの対の構成、集光光学系４ｃと受光光学系
７ｃとの対の構成を、排ガスの流動方向と直交する方向
で且つ互いに交差する３つの方向に複数並べて備えるこ
とにより、排ガス煙道内のＳＯ3濃度の二次元分布を測
定することができる。二次元分布の測定は、一般に知ら
れているＣＴ法（コンボリューション法）を用いて求め
ることができる。
【００５７】尚、図２、図６においては、集光光学系４
ａ，４ｂ，４ｃと受光光学系７ａ，７ｂ，７ｃとを対向
させて配置するようにしているが、煙道２２の一側に鏡
を配置し、他側に集光光学系４ａ，４ｂ，４ｃと受光光
学系７ａ，７ｂ，７ｃを配置して、集光光学系４ａ，４
ｂ，４ｃから投射された光を鏡で反射させて受光光学系
７ａ，７ｂ，７ｃに導くようにすれば、光路距離を大き
くできるので、排ガス中のＳＯ3濃度が小さい場合にも
測定することができる。
ａ，４ｂ，４ｃと受光光学系７ａ，７ｂ，７ｃとを対向
させて配置するようにしているが、煙道２２の一側に鏡
を配置し、他側に集光光学系４ａ，４ｂ，４ｃと受光光
学系７ａ，７ｂ，７ｃを配置して、集光光学系４ａ，４
ｂ，４ｃから投射された光を鏡で反射させて受光光学系
７ａ，７ｂ，７ｃに導くようにすれば、光路距離を大き
くできるので、排ガス中のＳＯ3濃度が小さい場合にも
測定することができる。
【００５８】又、本発明は上記形態例にのみ限定される
ものではなく、ケモメトリックス法においてプラントの
運転条件等の種々の要素を加味するようにしてもよいこ
と、集光光学系、受光光学系等の構成は図示のものに限
定されないこと、その他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、等は勿論である。
ものではなく、ケモメトリックス法においてプラントの
運転条件等の種々の要素を加味するようにしてもよいこ
と、集光光学系、受光光学系等の構成は図示のものに限
定されないこと、その他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、等は勿論である。
【００５９】
【発明の効果】本発明によれば、排ガス煙道内のＳＯ3
濃度をオンラインで高精度に測定できるという優れた効
果を奏し得る。
濃度をオンラインで高精度に測定できるという優れた効
果を奏し得る。
【００６０】高温腐食の温度域におけるＳＯ3濃度を精
度よく測定できるので、タービンブレードの寿命等を精
度よく予測できる効果がある。
度よく測定できるので、タービンブレードの寿命等を精
度よく予測できる効果がある。
【００６１】低温腐食の温度域におけるＳＯ3濃度をオ
ンラインで精度よく計測できるので、低温腐食対策、紫
煙対策を時間遅れを生じることなく適切に講じることが
できる効果がある。
ンラインで精度よく計測できるので、低温腐食対策、紫
煙対策を時間遅れを生じることなく適切に講じることが
できる効果がある。
【００６２】排ガス煙道内のＳＯ3濃度の偏りを測定し
たり、排ガス煙道内のＳＯ3濃度の二次元分布を測定で
きる効果がある。
たり、排ガス煙道内のＳＯ3濃度の二次元分布を測定で
きる効果がある。
【図１】本発明の高温腐食の温度域における排ガス中の
ＳＯ3濃度を測定する方法を実施するための試験計測装
置の概略図である。
ＳＯ3濃度を測定する方法を実施するための試験計測装
置の概略図である。
【図２】本発明の高温腐食の温度域における排ガス中の
ＳＯ3濃度を測定する方法を実施するための実計測装置
の平面図である。
ＳＯ3濃度を測定する方法を実施するための実計測装置
の平面図である。
【図３】煙道に備えている集光光学系の一例を示す切断
側面図である。
側面図である。
【図４】煙道に備えている受光光学系の一例を示す切断
側面図である。
側面図である。
【図５】本発明の低温腐食の温度域における排ガス中の
ＳＯ3濃度を測定する方法を実施するための試験計測装
置の概略図である。
ＳＯ3濃度を測定する方法を実施するための試験計測装
置の概略図である。
【図６】本発明の低温腐食の温度域における排ガス中の
ＳＯ3濃度を測定する方法を実施するための実計測装置
の平面図である。
ＳＯ3濃度を測定する方法を実施するための実計測装置
の平面図である。
【図７】紫外光の波長と透過率の関係を温度を変えて示
した線図である。
した線図である。
【図８】水分濃度と吸収スペクトルの関係を水分濃度を
変えて示した線図である。
変えて示した線図である。
【図９】温度と吸収スペクトルとの関係を水分を変えて
示した線図である。
示した線図である。
【図１０】ＳＯ3とＨ2ＳＯ4における温度とモル分率と
の関係を示す線図である。
の関係を示す線図である。
１ 試験計測装置 ２ 試験空間 ３ 吸収セル ４ 集光光学系 ４ａ 集光光学系 ４ｂ 集光光学系 ４ｃ 集光光学系 ７ 受光光学系 ７ａ 受光光学系 ７ｂ 受光光学系 ７ｃ 受光光学系 ８ 分光器 ９ 濃度調整装置 １３ 温度コントローラ １８ 試験計測部 １９ 演算装置 ２０ ノイズ成分 ２１ 校正特性 ２２ 排ガス煙道 ２３ 実計測装置 ２５ 実計測部 ２７ 濃度演算装置 ２８ 温度計 ２９ 排ガス温度 ４８ 試験計測装置 ４９ 水分付加装置 ５１ 実計測装置 ５２ 水分計 ５３ 水分濃度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 孝平 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社機械・プラント開 発センター内 (72)発明者 桑原 幹男 東京都江東区豊洲三丁目２番16号 石川島 播磨重工業株式会社東京エンジニアリング センター内 Ｆターム(参考） 2F056 WA03 WA06 2G059 AA01 BB01 CC06 CC09 DD16 EE01 EE12 GG01 GG07 HH03 JJ02 JJ05 JJ06 JJ17 JJ24 KK01 KK04 LL03 MM01 MM14 NN01 NN07
Claims (7)
- 【請求項１】 高温腐食が生じる温度域での排ガス中の
ＳＯ3濃度を測定する方法であって、 ＳＯ3ガスを存在させた試験空間を有する試験装置を用
いて、集光光学系から発せられる紫外光を試験空間に通
過させ、ＳＯ3によって光強度が変化した透過光を受光
光学系により取り出し、得られた透過光を分光すること
により光路上に存在するＳＯ3濃度に比例する吸収スペ
クトルを計測する試験計測を行い、 上記試験計測を、ＳＯ3濃度と、ガス温度とを変化させ
て複数回実施することにより複数の吸収スペクトルを得
ると共に、妨害ガス等によるノイズ成分の影響を求め、
上記吸収スペクトルの強度とノイズ成分の影響とを用い
てケモメトリックス法によりＳＯ3濃度と吸収スペクト
ルとの校正特性を得、 上記試験計測と同様の操作により、プラントの煙道を流
動する排ガスの実吸収スペクトルを計測すると共に、排
ガス温度を計測し、 実吸収スペクトルと排ガス温度とを前記校正特性と照合
することにより、排ガス中のＳＯ3濃度を測定すること
を特徴とする排ガス中のＳＯ3濃度測定方法。 - 【請求項２】 低温腐食が生じる温度域での排ガス中の
ＳＯ3濃度を測定する方法であって、 ＳＯ3ガスと水分を存在させた試験空間を有する試験装
置を用いて、集光光学系から発せられる紫外光を試験空
間に通過させ、ＳＯ3によって光強度が変化した透過光
を受光光学系により取り出し、得られた透過光を分光す
ることにより光路上に存在するＳＯ3濃度に比例する吸
収スペクトルと、ＳＯ2濃度に比例する吸収スペクトル
とを計測する試験計測を行い、 上記試験計測を、ＳＯ3濃度と、ＳＯ2濃度と、ガス温度
とを変化させて複数回実施することにより複数の吸収ス
ペクトルを得ると共に、妨害ガス等によるノイズ成分の
影響を求め、上記吸収スペクトルの強度と、ＳＯ3の吸
収スペクトルとＳＯ2の吸収スペクトルとの化学平衡曲
線と、ノイズ成分の影響とを用いて、ケモメトリックス
法によりＳＯ3濃度と吸収スペクトルとの校正特性を
得、 上記試験計測と同様の操作により、プラントの煙道を流
動する排ガスの実吸収スペクトルと、排ガス温度と、水
分濃度を計測し、 実吸収スペクトルと排ガス温度と水分濃度を前記校正特
性と照合することにより、排ガス中のＳＯ3濃度を測定
することを特徴とする排ガス中のＳＯ3濃度測定方法。 - 【請求項３】 ノイズ成分がＳＯ2濃度であることを特
徴とする請求項１又は２記載の排ガス中のＳＯ3濃度測
定方法。 - 【請求項４】 高温腐食が生じる温度域での排ガス中の
ＳＯ3濃度を測定する装置であって、 ＳＯ3ガスの濃度を変化させて収容でき且つ温度が調整
可能な試験空間を有する吸収セルと、紫外光を試験空間
に導く集光光学系と、試験空間のＳＯ3によって光強度
が変化した透過光を取り出す受光光学系と、得られた透
過光を分光して光路上に存在するＳＯ3濃度に比例する
吸収スペクトルの強度とノイズ成分の影響を計測する試
験計測装置と、 試験計測装置によりＳＯ3濃度と温度を変化して得た複
数の吸収スペクトルとノイズ成分の影響とによりＳＯ3
濃度と吸収スペクトルとの校正特性を求める演算装置
と、 プラントの排ガス煙道に備えて煙道内に紫外光を導く集
光光学系と、煙道内のＳＯ3によって光強度が変化した
透過光を取り出す受光光学系と、得られた透過光を分光
することにより光路上に存在するＳＯ3濃度に比例する
実収スペクトルを計測する実計測装置と、 煙道内の排ガス温度を計測する温度計と、 前記実吸収スペクトルと排ガス温度とを前記校正特性と
照合して、排ガス中のＳＯ3濃度を測定する濃度演算装
置と、 を備えたことを特徴とする排ガス中のＳＯ3濃度測定装
置。 - 【請求項５】 低温腐食が生じる温度域での排ガス中の
ＳＯ3濃度を測定する装置であって、 ＳＯ3ガスの濃度と水分濃度を変化させて収容でき且つ
温度が調整可能な試験空間を有する吸収セルと、紫外光
を試験空間に導く集光光学系と、試験空間のＳＯ3によ
って光強度が変化した透過光を取り出す受光光学系と、
得られた透過光を分光して光路上に存在するＳＯ3濃度
に比例する吸収スペクトルの強度とノイズ成分の影響を
計測する試験計測装置と、 試験計測装置によりＳＯ3濃度と、水分濃度と、ガス温
度とを変化させて得た複数の吸収スペクトルの強度と、
ＳＯ3の吸収スペクトルとＳＯ2の吸収スペクトルとの化
学平衡曲線と、ノイズ成分の影響とを用いて、ケモメト
リックス法によりＳＯ3濃度と吸収スペクトルとの校正
特性を求める演算装置と、 プラントの排ガス煙道に備えて煙道内に紫外光を導く集
光光学系と、煙道内のＳＯ3によって光強度が変化した
透過光を取り出す受光光学系と、得られた透過光を分光
することにより光路上に存在するＳＯ3濃度に比例する
実収スペクトルを計測する実計測装置と、 煙道内の水分濃度を計測する水分計と、 煙道内の排ガス温度を計測する温度計と、 前記実吸収スペクトルと、水分濃度と、排ガス温度とを
前記校正特性と照合して、排ガス中のＳＯ3濃度を測定
する濃度演算装置と、を備えたことを特徴とする排ガス
中のＳＯ3濃度測定装置。 - 【請求項６】 集光光学系と受光光学系との対の構成
を、煙道の排ガスの流動方向と直交する方向に複数並べ
て備えることにより、排ガス煙道内のＳＯ3濃度の偏り
を測定するようにしていることを特徴とする請求項４又
は５記載の排ガス中のＳＯ3濃度測定装置。 - 【請求項７】 集光光学系と受光光学系との対の構成
を、排ガスの流動方向と直交する方向で且つ互いに交差
する３つの方向に複数並べて備えることにより、排ガス
煙道内のＳＯ3濃度の二次元分布を測定するようにして
いることを特徴とする請求項４又は５記載の排ガス中の
ＳＯ3濃度測定装置。
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|---|---|---|---|
| JP2000108327A JP2001289783A (ja) | 2000-04-10 | 2000-04-10 | 排ガス中のｓｏ３濃度測定方法及び装置 |
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2000
- 2000-04-10 JP JP2000108327A patent/JP2001289783A/ja active Pending
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