JP2024067774A - Denitrification control device and denitrification device - Google Patents

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Abstract

【課題】脱硝装置の下流に流出するアンモニアを抑制する。【解決手段】本開示の少なくとも一実施形態に係る脱硝制御装置は、アンモニアを燃料とする燃焼装置から排出される排ガスから窒素酸化物を除去するため脱硝反応器を備える脱硝装置の制御装置である。本開示の少なくとも一実施形態に係る脱硝制御装置は、未燃アンモニアを考慮した還元剤の過剰量に基づいて、還元剤の投入量を算出する投入量算出部、を備える。【選択図】図3[Problem] Ammonia flowing out downstream of a denitration device is suppressed. [Solution] A denitration control device according to at least one embodiment of the present disclosure is a control device for a denitration device equipped with a denitration reactor for removing nitrogen oxides from exhaust gas discharged from a combustion device that uses ammonia as fuel. The denitration control device according to at least one embodiment of the present disclosure includes an input amount calculation unit that calculates an input amount of reducing agent based on an excess amount of reducing agent that takes into account unburned ammonia. [Selected Figure] FIG.

Description

本開示は、脱硝制御装置及び脱硝装置に関する。 This disclosure relates to a denitration control device and a denitration device.

燃焼装置からの排ガスに含まれる窒素酸化物(NO)を、還元剤と反応させて無害な窒素と水に分解することにより除去又は低減する脱硝装置が知られている(例えば特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art There is known a denitration device that removes or reduces nitrogen oxides (NO x ) contained in exhaust gas from a combustion device by reacting the nitrogen oxides with a reducing agent to decompose the nitrogen oxides into harmless nitrogen and water (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1には、ボイラからの排ガス中に還元剤としてのアンモニアを注入するアンモニア注入装置と、排ガス流路においてアンモニア注入装置の下流側に設けられる脱硝触媒と、アンモニア注入装置からのアンモニア注入量を調節するための調節手段と、を備えた脱硝システムが開示されている。上述の調節手段は、脱硝触媒の出口側での排ガス流路断面におけるNO濃度分布に基づいて、脱硝が不十分の領域(即ちNO濃度が比較的高い領域)により多くのアンモニアが供給されるように、還元剤供給量を調節するように構成される。 Patent Document 1 discloses a denitration system including an ammonia injection device that injects ammonia as a reducing agent into exhaust gas from a boiler, a denitration catalyst provided downstream of the ammonia injection device in the exhaust gas flow passage, and an adjustment means for adjusting the amount of ammonia injected from the ammonia injection device. The adjustment means is configured to adjust the amount of reducing agent supplied based on the NOx concentration distribution in the exhaust gas flow passage cross section at the outlet side of the denitration catalyst so that more ammonia is supplied to an area where denitration is insufficient (i.e., an area where the NOx concentration is relatively high).

特開2014-100630号公報JP 2014-100630 A

このような脱硝装置では、還元剤の供給量が過剰であると脱硝装置の下流にアンモニアが流出するおそれがある。脱硝装置の下流にアンモニアが流出すると、酸性硫安の発生による閉塞や腐食等のリスクが生じる。そのため、脱硝装置の下流に流出するアンモニアをできるだけ抑制することが求められる。 In such denitration equipment, if an excessive amount of reducing agent is supplied, there is a risk that ammonia will leak downstream of the denitration equipment. If ammonia leaks downstream of the denitration equipment, there is a risk of blockage or corrosion due to the generation of acidic ammonium sulfate. Therefore, it is necessary to suppress the ammonia leaking downstream of the denitration equipment as much as possible.

本開示の少なくとも一実施形態は、上述の事情に鑑みて、脱硝装置の下流に流出するアンモニアを抑制することを目的とする。 In view of the above circumstances, at least one embodiment of the present disclosure aims to suppress ammonia flowing downstream of the denitrification device.

(1)本開示の少なくとも一実施形態に係る脱硝制御装置は、
アンモニアを燃料とする燃焼装置から排出される排ガスから窒素酸化物を除去するため脱硝反応器を備える脱硝装置の制御装置であって、
未燃アンモニアを考慮した還元剤の過剰量に基づいて、前記還元剤の投入量を算出する投入量算出部、
を備える。
(1) A denitration control device according to at least one embodiment of the present disclosure includes:
A control device for a denitration device having a denitration reactor for removing nitrogen oxides from exhaust gas discharged from a combustion device using ammonia as fuel,
an input amount calculation unit that calculates an input amount of the reducing agent based on an excess amount of the reducing agent taking into account unburned ammonia;
Equipped with.

(2)本開示の少なくとも一実施形態に係る脱硝装置は、
上記(1)の構成の脱硝制御装置と、
前記脱硝反応器と、
前記排ガス中に前記還元剤を投入するための還元剤投入部と、
を備える。
(2) A denitration device according to at least one embodiment of the present disclosure,
A denitration control device having the configuration of (1) above;
The denitrification reactor;
A reducing agent input unit for inputting the reducing agent into the exhaust gas;
Equipped with.

本開示の少なくとも一実施形態によれば、脱硝装置の下流に流出するアンモニアを抑制できる。 According to at least one embodiment of the present disclosure, ammonia flowing downstream of the denitrification device can be suppressed.

燃焼装置の一例としての本実施形態のアンモニア燃料とアンモニア燃料以外の他燃料を主燃料とするボイラを備えるボイラシステムを表す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing a boiler system including a boiler using ammonia fuel and a fuel other than ammonia fuel as main fuel according to an embodiment of the present invention as an example of a combustion device. 排ガスの流れに直交する脱硝反応器の断面を分割して得られる複数の区画について説明するための模式的な図である。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a plurality of sections obtained by dividing a cross section of a denitration reactor perpendicular to the flow of exhaust gas. 第1実施形態に係る脱硝制御装置による還元剤の投入量の制御ブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of control of the supply amount of reducing agent by the denitration control device according to the first embodiment. 第1実施形態に係る脱硝制御装置におけるセンサの配置を模式的に示す図であり、区画の1つ分について示している。FIG. 2 is a diagram showing a schematic arrangement of sensors in the denitration control device according to the first embodiment, for one section. FIG. 第2実施形態に係る脱硝制御装置による還元剤の投入量の制御ブロック図である。FIG. 11 is a block diagram of a control of the supply amount of a reducing agent by a denitration control device according to a second embodiment. 第3実施形態に係る脱硝制御装置による還元剤の投入量の制御ブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing control of the supply amount of reducing agent by a denitration control device according to a third embodiment. 第2実施形態及び第3実施形態に係る脱硝制御装置におけるセンサの配置を模式的に示す図であり、区画の1つ分について示している。FIG. 13 is a diagram showing a schematic arrangement of sensors in a denitration control device according to a second embodiment and a third embodiment, the diagram showing one section. 第4実施形態に係る脱硝制御装置による還元剤の投入量の制御ブロック図である。FIG. 13 is a block diagram showing control of the supply amount of reducing agent by a denitration control device according to a fourth embodiment. 第4実施形態に係る脱硝制御装置におけるセンサの配置を模式的に示す図であり、区画の1つ分について示している。FIG. 13 is a diagram showing a schematic arrangement of sensors in a denitration control device according to a fourth embodiment, for one section. 入口NH濃度の予測モデルを用いた入口NH濃度(未燃アンモニア濃度)の推定についてのブロック図である。FIG. 1 is a block diagram for estimating the inlet NH 3 concentration (unburned ammonia concentration) using a prediction model for the inlet NH 3 concentration. 入口NO濃度の予測モデルを用いた入口NO濃度の推定についてのブロック図である。FIG. 1 is a block diagram for estimating inlet NOx concentration using a predictive model of inlet NOx concentration.

以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
Hereinafter, some embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of components described as the embodiments or shown in the drawings are merely illustrative examples and are not intended to limit the scope of the present disclosure.
For example, expressions expressing relative or absolute configuration, such as "in a certain direction,""along a certain direction,""parallel,""orthogonal,""center,""concentric," or "coaxial," not only express such a configuration strictly, but also express a state in which there is a relative displacement with a tolerance or an angle or distance to the extent that the same function is obtained.
For example, expressions indicating that things are in an equal state, such as "identical,""equal," and "homogeneous," not only indicate a state of strict equality, but also indicate a state in which there is a tolerance or a difference to the extent that the same function is obtained.
For example, expressions describing shapes such as a rectangular shape or a cylindrical shape do not only refer to rectangular shapes, cylindrical shapes, etc. in the strict geometric sense, but also refer to shapes that include uneven portions, chamfered portions, etc., to the extent that the same effect is obtained.
On the other hand, the expressions "comprise,""include,""have,""includes," or "have" of one element are not exclusive expressions excluding the presence of other elements.

<1.ボイラシステム1の全体的な構成>
図1は、燃焼装置の一例としての本実施形態のアンモニア燃料とアンモニア燃料以外の他燃料を主燃料とするボイラを備えるボイラシステム1を表す概略構成図である。
<1. Overall configuration of boiler system 1>
FIG. 1 is a schematic diagram showing a boiler system 1 according to the present embodiment as an example of a combustion device, the boiler system 1 including a boiler using ammonia fuel and a fuel other than ammonia fuel as main fuels.

本実施形態のボイラシステム1が備えるボイラ10は、アンモニア燃料とアンモニア燃料以外の他燃料とをバーナにより燃焼させ、この燃焼により発生した熱を給水や蒸気と熱交換して過熱蒸気を生成することが可能なボイラである。他燃料として、例えばバイオマス燃料や石炭などの固体燃料が使用される。固体燃料は、例えば石炭を微粉砕した微粉炭燃料である。また、アンモニア燃料は、アンモニアを含む液体または気体である。 The boiler 10 included in the boiler system 1 of this embodiment is a boiler that can burn ammonia fuel and other fuels other than ammonia fuel using a burner and generate superheated steam by exchanging the heat generated by this combustion with feed water or steam. As the other fuel, for example, a solid fuel such as biomass fuel or coal is used. The solid fuel is, for example, pulverized coal fuel made by finely pulverizing coal. In addition, the ammonia fuel is a liquid or gas containing ammonia.

ボイラ10は、火炉11と燃焼装置20、50と燃焼ガス通路12を有している。火炉11は、四角筒の中空形状をなして鉛直方向に沿って設置されている。火炉11の内壁面を構成する火炉壁101は、複数の伝熱管と、伝熱管同士を接続するフィンとで構成され、燃料の燃焼により発生した熱を、伝熱管の内部を流通する水や蒸気と熱交換して回収すると共に、火炉壁101の温度上昇を抑制している。 The boiler 10 has a furnace 11, combustion devices 20, 50, and a combustion gas passage 12. The furnace 11 has a hollow rectangular cylinder shape and is installed vertically. The furnace wall 101 that constitutes the inner wall surface of the furnace 11 is composed of multiple heat transfer tubes and fins that connect the heat transfer tubes to each other, and recovers the heat generated by the combustion of fuel by heat exchange with water and steam flowing inside the heat transfer tubes, while suppressing the temperature rise of the furnace wall 101.

燃焼装置20、50は、火炉11の下部領域に設置されている。本実施形態では、燃焼装置20は、微粉炭燃料を火炉11の内部に噴射するように構成される。また、燃焼装置50は、アンモニア燃料を火炉11の内部に噴射するように構成される。 The combustion devices 20 and 50 are installed in the lower region of the furnace 11. In this embodiment, the combustion device 20 is configured to inject pulverized coal fuel into the interior of the furnace 11. Also, the combustion device 50 is configured to inject ammonia fuel into the interior of the furnace 11.

燃焼装置20は、火炉壁101に装着された複数のバーナ21を有し、燃焼装置50は、複数のアンモニアバーナ(アンモニア燃焼バーナ)51を有している。各々のバーナ21の先端部には、微粉炭燃料を火炉11内に噴射するように構成された噴射ノズル(図示外)が設けられる。また、各々のアンモニアバーナ51には、アンモニア噴射ノズル(図示外)が設けられる。 The combustion device 20 has a plurality of burners 21 attached to the furnace wall 101, and the combustion device 50 has a plurality of ammonia burners (ammonia combustion burners) 51. An injection nozzle (not shown) configured to inject pulverized coal fuel into the furnace 11 is provided at the tip of each burner 21. In addition, each ammonia burner 51 is provided with an ammonia injection nozzle (not shown).

バーナ21とアンモニアバーナ51は、火炉11の周方向に沿って均等間隔で配設されたもの(例えば、四角形の火炉11の各コーナ部に設置された4個)を1セットとして、鉛直方向に沿って複数段配置されている。図1の例では、1セットのバーナ21が2段、1セットのアンモニアバーナ51が4段配置される。なお、図1では、図示の都合上、1セットのバーナのうちの2個のみを記載し、各セットに符合21、51を付している。火炉の形状やバーナの段数、一つの段におけるバーナの数、バーナの配置などは、この実施形態に限定されるものではない。
また、本実施形態の火炉11における燃焼方式は、コーナ部にバーナが設置され、火炉11内部でらせん状に旋回する火炎を形成する旋回燃焼方式であるが、他の燃焼方式であってもよい。採用される燃焼方式に応じて、火炉11の形状と、複数のバーナ21及び複数のアンモニアバーナ51の配置はいずれも適宜変更されてよい。他の燃焼方式としては、例えば、火炉11の対向する1対の炉壁の双方にバーナが設置される対向燃焼方式である。
The burners 21 and ammonia burners 51 are arranged at equal intervals along the circumferential direction of the furnace 11 (for example, four burners installed at each corner of the rectangular furnace 11), and are arranged in multiple stages along the vertical direction. In the example of FIG. 1, one set of burners 21 is arranged in two stages, and one set of ammonia burners 51 is arranged in four stages. Note that, for convenience of illustration, FIG. 1 shows only two burners of one set, and each set is given the reference numerals 21 and 51. The shape of the furnace, the number of burner stages, the number of burners in one stage, the arrangement of the burners, and the like are not limited to this embodiment.
In addition, the combustion method in the furnace 11 of this embodiment is a swirling combustion method in which burners are installed at the corners and a flame that swirls in a spiral shape is formed inside the furnace 11, but other combustion methods may be used. Depending on the combustion method to be adopted, the shape of the furnace 11 and the arrangement of the multiple burners 21 and the multiple ammonia burners 51 may be appropriately changed. As another combustion method, for example, there is an opposed combustion method in which burners are installed on both of a pair of opposing furnace walls of the furnace 11.

燃焼装置20のバーナ21は、それぞれ、複数の微粉炭燃料供給管22A、22B(以下、一括して「微粉炭燃料供給管22」と記載する場合がある。)を介して、複数のミル(粉砕機)31A、31B(以下、一括して「ミル31」と記載する場合がある。)に連結されている。ミル31は、例えば、内部に粉砕テーブル(図示省略)が駆動回転可能に支持されていて、粉砕テーブルの上方に複数の粉砕ローラ(図示省略)が粉砕テーブルの回転に連動回転可能に支持されて構成されている竪型ローラミルである。粉砕ローラと粉砕テーブルが協働して粉砕された固体燃料は、ミル31に供給される一次空気(搬送用ガス、酸化性ガス)により、ミル31が備える分級機(図示省略)に搬送される。分級機では、バーナ21での燃焼に適した粒径以下の微粉炭燃料と、該粒径より大きな粗粉炭燃料とに分級される。微粉炭燃料は、分級機を通過して、一次空気と共に微粉炭燃料供給管22を介してバーナ21に供給される。分級機を通過しなかった粗粉炭燃料は、ミル31の内部で、自重により粉砕テーブル上に落下し、再粉砕される。 The burners 21 of the combustion device 20 are connected to a plurality of mills (pulverizers) 31A, 31B (hereinafter, collectively referred to as "mills 31") via a plurality of pulverized coal fuel supply pipes 22A, 22B (hereinafter, collectively referred to as "pulverized coal fuel supply pipes 22"). The mill 31 is, for example, a vertical roller mill in which a grinding table (not shown) is supported inside so that it can be driven and rotated, and a plurality of grinding rollers (not shown) are supported above the grinding table so that they can rotate in conjunction with the rotation of the grinding table. The solid fuel pulverized by the cooperation of the grinding rollers and the grinding table is transported to a classifier (not shown) provided in the mill 31 by primary air (transport gas, oxidizing gas) supplied to the mill 31. In the classifier, the fuel is classified into pulverized coal fuel having a particle size smaller than that suitable for combustion in the burner 21 and coarse pulverized coal fuel having a particle size larger than that particle size. The pulverized coal fuel passes through the classifier and is supplied to the burner 21 together with the primary air through the pulverized coal fuel supply pipe 22. The coarse pulverized coal fuel that does not pass through the classifier falls onto the grinding table by its own weight inside the mill 31 and is re-pulverized.

ミル31に供給される上述の一次空気(搬送用ガス、酸化性ガス)は、外気を取り込む1次空気通風機33(PAF:Primary Air Fan)から空気管30を介してミル31に送出される。空気管30は、1次空気通風機33から送出された空気のうちエアヒータ(空気予熱器)42で加熱された熱空気が流れる熱空気誘導管30Aと、1次空気通風機33から送出された空気のうちエアヒータ42を経由しない常温に近い冷空気が流れる冷空気誘導管30Bと、熱空気と冷空気が合流して流れるための搬送用ガス流路30Cとを備える。 The above-mentioned primary air (conveying gas, oxidizing gas) supplied to the mill 31 is sent to the mill 31 from a primary air fan 33 (PAF: Primary Air Fan) that takes in outside air via an air pipe 30. The air pipe 30 is equipped with a hot air induction pipe 30A through which hot air heated by an air heater (air preheater) 42 flows from the air sent out from the primary air fan 33, a cold air induction pipe 30B through which cold air close to room temperature that does not pass through the air heater 42 flows from the air sent out from the primary air fan 33, and a conveying gas flow path 30C through which the hot air and cold air join and flow.

燃焼装置50のアンモニアバーナ51は、アンモニア燃料供給ユニット90に連結されている。本実施形態のアンモニア燃料供給ユニット90は、アンモニアタンク91と、アンモニアタンク91に貯留されるアンモニア燃料(例えば液体アンモニア)をボイラ10の燃焼装置50に供給するためのアンモニア燃料供給管92とを備える。アンモニアガス噴射方式が採用される場合、液体アンモニアに気化処理を施すための気化器(図示外)がアンモニア燃料供給ユニット90に設けられてもよい。また、液体アンモニア噴射方式が採用される場合、アンモニア燃料供給ユニット90は、燃焼装置50に液体アンモニアを微粒化するためのアトマイズ流体を供給するアトマイズ流体供給管(図示外)をさらに備えてもよい。 The ammonia burner 51 of the combustion device 50 is connected to the ammonia fuel supply unit 90. The ammonia fuel supply unit 90 of this embodiment includes an ammonia tank 91 and an ammonia fuel supply pipe 92 for supplying ammonia fuel (e.g., liquid ammonia) stored in the ammonia tank 91 to the combustion device 50 of the boiler 10. When the ammonia gas injection method is adopted, a vaporizer (not shown) for subjecting liquid ammonia to a vaporization process may be provided in the ammonia fuel supply unit 90. When the liquid ammonia injection method is adopted, the ammonia fuel supply unit 90 may further include an atomization fluid supply pipe (not shown) for supplying an atomization fluid for atomizing liquid ammonia to the combustion device 50.

バーナ21とアンモニアバーナ51の装着位置における火炉11の炉外側には、エアレジスタ(風箱)23が設けられており、このエアレジスタ23には風道(空気ダクト)24の一端部が連結されている。風道24の他端部には、押込通風機(FDF:Forced Draft Fan)32が連結されている。押込通風機32から供給された空気は、風道24に設置された空気予熱器42で加熱され、エアレジスタ23を介してバーナ21に二次空気(燃焼用空気、酸化性ガス)として供給され、及びアンモニアバーナ51に燃焼用空気(酸化性ガス)として供給され、火炉11の内部に投入される。 An air register (wind box) 23 is provided on the outside of the furnace 11 at the installation position of the burner 21 and the ammonia burner 51, and one end of an air duct (air duct) 24 is connected to the air register 23. A forced draft fan (FDF: Forced Draft Fan) 32 is connected to the other end of the air duct 24. The air supplied from the forced draft fan 32 is heated by an air preheater 42 installed in the air duct 24, and is supplied to the burner 21 via the air register 23 as secondary air (combustion air, oxidizing gas), and is supplied to the ammonia burner 51 as combustion air (oxidizing gas), and is then introduced into the furnace 11.

燃焼ガス通路12は、火炉11の鉛直方向上部に連結されている。燃焼ガス通路12には、燃焼ガスの熱を回収するための熱交換器として、過熱器102A、102B、102C(以下、一括して「過熱器102」と記載する場合がある。)、再熱器103A、103B(以下、一括して「再熱器103」と記載する場合がある。)、節炭器104が設けられており、火炉11で発生した燃焼ガスと各熱交換器の内部を流通する給水や蒸気との間で熱交換が行われる。なお、各熱交換器の配置や形状は、図1に記載した形態に限定されない。 The combustion gas passage 12 is connected to the vertical upper part of the furnace 11. The combustion gas passage 12 is provided with superheaters 102A, 102B, and 102C (hereinafter, sometimes collectively referred to as "superheaters 102"), reheaters 103A and 103B (hereinafter, sometimes collectively referred to as "reheaters 103"), and a coal economizer 104 as heat exchangers for recovering heat from the combustion gas, and heat is exchanged between the combustion gas generated in the furnace 11 and the feed water or steam flowing inside each heat exchanger. The arrangement and shape of each heat exchanger are not limited to the form shown in FIG. 1.

燃焼ガス通路12の下流側には、熱交換器で熱回収された燃焼ガスが排出される煙道13が連結されている。煙道13には、風道24との間に空気予熱器(エアヒータ)42が設けられており、風道24を流れる空気と、煙道13を流れる燃焼ガスとの間で熱交換を行い、ミル31に供給する一次空気やバーナ21とアンモニアバーナ51に供給する燃焼用空気を加熱することで、水や蒸気との熱交換後の燃焼ガスから、さらに熱回収を行う。 The flue 13 is connected to the downstream side of the combustion gas passage 12, and discharges the combustion gas whose heat has been recovered by the heat exchanger. An air preheater (air heater) 42 is provided between the flue 13 and the wind duct 24, and heat is exchanged between the air flowing through the wind duct 24 and the combustion gas flowing through the flue 13. By heating the primary air supplied to the mill 31 and the combustion air supplied to the burner 21 and the ammonia burner 51, further heat is recovered from the combustion gas after heat exchange with water and steam.

本実施形態のボイラシステム1は、脱硝装置70を備えている。脱硝装置70は、脱硝反応器71と、還元剤投入部73と、脱硝制御装置77とを有する。
脱硝反応器71は、煙道13において空気予熱器42よりも上流側の位置に設けられている。脱硝反応器71は、アンモニア、尿素水等の窒素酸化物を還元する作用を有する還元剤を、煙道13内を流通する燃焼ガス(排ガス)に供給し、還元剤が供給された排ガス中の窒素酸化物(NO)と還元剤との反応を、脱硝反応器71内に設置された脱硝触媒の触媒作用により促進させることで、排ガス中の窒素酸化物を除去、低減するものである。
The boiler system 1 of the present embodiment includes a denitration device 70. The denitration device 70 includes a denitration reactor 71, a reducing agent feed section 73, and a denitration control device 77.
The denitration reactor 71 is provided in the flue 13 at a position upstream of the air preheater 42. The denitration reactor 71 supplies a reducing agent having the effect of reducing nitrogen oxides, such as ammonia or urea water, to the combustion gas (exhaust gas) flowing through the flue 13, and promotes a reaction between the reducing agent and nitrogen oxides (NO x ) in the exhaust gas to which the reducing agent has been supplied, by the catalytic action of a denitration catalyst provided in the denitration reactor 71, thereby removing and reducing the nitrogen oxides in the exhaust gas.

還元剤投入部73は、脱硝反応器71よりも上流側の位置で還元剤を煙道13内に投入するための投入ノズル74と、投入ノズル74からの還元剤の投入量を調節するための流量調節弁75とを備えている。
投入ノズル74、及び流量調節弁75は、後述するように複数設けられている。
The reducing agent injection section 73 is equipped with an injection nozzle 74 for injecting the reducing agent into the flue 13 at a position upstream of the denitrification reactor 71, and a flow control valve 75 for adjusting the amount of reducing agent injected from the injection nozzle 74.
A plurality of input nozzles 74 and flow rate adjustment valves 75 are provided as described below.

脱硝制御装置77は、各流量調節弁75の開度を制御することで各流量調節弁75を流れる還元剤の流量を調節して、煙道13内への還元剤の投入量を制御するための制御装置である。脱硝制御装置77は、例えばプロセッサ(CPU等)、記憶装置(メモリデバイス;RAM等)、補助記憶部及びインターフェース等を備えた計算機を含む。
脱硝制御装置77による煙道13内への還元剤の投入量の制御の内容については、後で説明する。
The denitration control device 77 is a control device for adjusting the flow rate of the reducing agent flowing through each flow rate control valve 75 by controlling the opening degree of each flow rate control valve 75, thereby controlling the amount of reducing agent introduced into the flue 13. The denitration control device 77 includes a computer equipped with, for example, a processor (CPU, etc.), a storage device (memory device; RAM, etc.), an auxiliary storage unit, an interface, etc.
The control of the amount of reducing agent injected into the flue 13 by the denitration control device 77 will be described later.

煙道13の空気予熱器42より下流側には、ガスダクト41が連結されている。ガスダクト41には、排ガス中の灰などを除去する電気集じん機などの集じん装置44や硫黄酸化物を除去する脱硫装置46などの環境装置、また、それらの環境装置に排ガスを導くための誘引通風機(IDF:Induced Draft Fan)45が設けられている。ガスダクト41の下流端部は、煙突47に連結されており、環境装置で処理された排ガスが系外に排出される。 A gas duct 41 is connected downstream of the air preheater 42 of the flue 13. The gas duct 41 is provided with environmental equipment such as a dust collector 44 such as an electrostatic precipitator that removes ash and the like from the exhaust gas, a desulfurization device 46 that removes sulfur oxides, and an induced draft fan (IDF) 45 that guides the exhaust gas to these environmental equipment. The downstream end of the gas duct 41 is connected to a chimney 47, and the exhaust gas treated by the environmental equipment is discharged outside the system.

ボイラ10において、複数のミル31が駆動すると、粉砕、分級された微粉炭燃料が、一次空気と共に微粉炭燃料供給管22を介してバーナ21に供給される。また、アンモニア燃料供給ユニット90からアンモニア燃料がアンモニアバーナ51に供給される。さらに、空気予熱器42で加熱された二次空気が、風道24からエアレジスタ23を介してバーナ21とアンモニアバーナ51とに供給される。
バーナ21は、微粉炭燃料と一次空気とが混合した微粉炭燃料混合気を火炉11に吹き込むと共に、二次空気を火炉11に吹き込む。火炉11に吹き込まれた微粉炭燃料混合気が着火し、二次空気と反応することで火炎を形成する。アンモニアバーナ51は、アンモニア燃料と共に燃焼用空気を火炉11に吹き込む。火炉11に吹き込まれたアンモニア燃料は、燃焼用空気と反応して燃焼する。
微粉炭燃料とアンモニア燃料の燃焼により生じる高温の燃焼ガスは、火炉11内を上昇し、燃焼ガス通路12に流入する。
なお、アンモニア燃料が火炉11に吹き込まれるタイミングは、微粉炭燃料の燃焼によって火炉11内の温度が一定温度まで上昇した後であってもよい。例えば、ボイラ10の起動時に微粉炭燃料の専焼が行われたのち、アンモニア燃料が火炉11に吹き込まれ、アンモニア燃料と微粉炭燃料とのアンモニア混焼が行われてもよい。さらにその後、微粉炭燃料の吹き込みを停止し、アンモニア専焼が行われてもよい。
また、本実施形態では、酸化性ガス(一次空気、二次空気、燃焼用空気)として空気を用いるが、空気よりも酸素割合が多いものや逆に少ないものであってもよく、供給される燃料量に対する酸素量の比率を適正な範囲に調整することで、火炉11において安定した燃焼が実現される。
In the boiler 10, when the multiple mills 31 are driven, pulverized and classified pulverized coal fuel is supplied together with primary air to the burner 21 via the pulverized coal fuel supply pipe 22. In addition, ammonia fuel is supplied from the ammonia fuel supply unit 90 to the ammonia burner 51. Furthermore, secondary air heated by the air preheater 42 is supplied from the air duct 24 to the burner 21 and the ammonia burner 51 via the air register 23.
The burner 21 injects a pulverized coal fuel mixture, which is a mixture of pulverized coal fuel and primary air, into the furnace 11, and also injects secondary air into the furnace 11. The pulverized coal fuel mixture injected into the furnace 11 is ignited and reacts with the secondary air to form a flame. The ammonia burner 51 injects combustion air together with ammonia fuel into the furnace 11. The ammonia fuel injected into the furnace 11 reacts with the combustion air and burns.
High-temperature combustion gas generated by the combustion of pulverized coal fuel and ammonia fuel rises within the furnace 11 and flows into the combustion gas passage 12 .
The timing at which the ammonia fuel is injected into the furnace 11 may be after the temperature inside the furnace 11 has risen to a certain temperature by the combustion of the pulverized coal fuel. For example, after the mono-combustion of the pulverized coal fuel is performed at the start of the boiler 10, the ammonia fuel may be injected into the furnace 11, and ammonia mixed combustion of the ammonia fuel and the pulverized coal fuel may be performed. Further thereafter, the injection of the pulverized coal fuel may be stopped, and the mono-combustion of ammonia may be performed.
In addition, in this embodiment, air is used as the oxidizing gas (primary air, secondary air, combustion air), but the oxidizing gas may have a higher or lower oxygen content than air, and stable combustion in the furnace 11 can be achieved by adjusting the ratio of the amount of oxygen to the amount of fuel supplied within an appropriate range.

燃焼ガス通路12に流入した燃焼ガスは、燃焼ガス通路12の内部に配置された過熱器102、再熱器103、節炭器104で水や蒸気と熱交換した後、煙道13に排出され、脱硝装置70で窒素酸化物が除去され、空気予熱器42で一次空気、二次空気及び燃焼用空気と熱交換した後、脱硝反応器71で窒素酸化物が除去され、さらにガスダクト41に排出され、集じん装置44で灰などが除去され、脱硫装置46で硫黄酸化物が除去された後、煙突47から系外に排出される。なお、燃焼ガス通路12における各熱交換器及び煙道13からガスダクト41における各装置の配置は、燃焼ガス(排ガス)の流れに対して、必ずしも上述の記載順に配置されなくともよい。 The combustion gas that flows into the combustion gas passage 12 exchanges heat with water and steam in the superheater 102, reheater 103, and economizer 104 arranged inside the combustion gas passage 12, and is then discharged into the flue 13, where nitrogen oxides are removed in the denitration device 70, and the gas exchanges heat with primary air, secondary air, and combustion air in the air preheater 42, where nitrogen oxides are removed in the denitration reactor 71, and the gas is discharged into the gas duct 41, where ash and other particles are removed in the dust collector 44, and sulfur oxides are removed in the desulfurization device 46, and the gas is discharged from the chimney 47 to the outside of the system. Note that the arrangement of each heat exchanger in the combustion gas passage 12 and each device from the flue 13 to the gas duct 41 does not necessarily have to be in the order described above with respect to the flow of the combustion gas (exhaust gas).

なお、本開示のボイラは上述した実施形態に限定されない。ボイラに使用される固体燃料としては、石炭である代わりにまたは石炭と共に、バイオマス燃料、石油コークス(PC:Petroleum Coke)燃料、石油残渣などが使用されてもよい。
また、アンモニア燃料と組み合わせるボイラの燃料としては、固体燃料に限らず、重油、軽油、重質油などの石油類や工場廃液などの液体燃料も使用することができる。また、天然ガスや各種石油ガス、製鉄プロセスなどで発生する副生ガスなどの気体燃料も使用することができる。
さらに、これらの各種燃料を組み合わせて使用する混焼ボイラにも適用することができる。
The boiler of the present disclosure is not limited to the above-described embodiment. As the solid fuel used in the boiler, biomass fuel, petroleum coke (PC) fuel, petroleum residue, etc. may be used instead of or together with coal.
In addition, the fuel for the boiler to be combined with ammonia fuel is not limited to solid fuels, and can also be liquid fuels such as petroleum such as heavy oil, light oil, and heavy oil, and industrial waste liquid. In addition, gaseous fuels such as natural gas, various petroleum gases, and by-product gases generated in the steelmaking process can also be used.
Furthermore, the present invention can be applied to a multi-fuel boiler that uses a combination of these various fuels.

上述したように、本開示の少なくとも一実施形態に係るボイラ10は、火炉壁101を含む火炉11と、火炉壁101に設けられたアンモニアバーナ51と、火炉壁101のアンモニアバーナ51とは異なる位置に設けられ、微粉炭を燃焼させる微粉炭バーナとしてのバーナ21とを備える。
これにより、本開示の少なくとも一実施形態に係るボイラ10からのNOの排出量を抑制できる。
なお、バーナ21は、アンモニア燃料以外の他燃料を燃焼させる他燃料バーナであってもよい。
また、本開示の少なくとも一実施形態に係るボイラ10は、アンモニア燃料とアンモニア燃料以外の他燃料を燃焼させる混焼ボイラであってもよく、アンモニア燃料だけを燃焼させるアンモニア専焼ボイラであってもよい。なお、アンモニア燃料とアンモニア燃料以外の他燃料を燃焼させる場合、他燃料は1種類に限らず複数種類であってもよい。
As described above, the boiler 10 according to at least one embodiment of the present disclosure includes the furnace 11 including the furnace wall 101, the ammonia burner 51 provided in the furnace wall 101, and the burner 21 provided at a position different from the ammonia burner 51 on the furnace wall 101 and serving as a pulverized coal burner for burning pulverized coal.
This makes it possible to suppress the amount of NOx emitted from the boiler 10 according to at least one embodiment of the present disclosure.
The burner 21 may be a fuel burner that burns a fuel other than ammonia fuel.
Furthermore, the boiler 10 according to at least one embodiment of the present disclosure may be a multi-fuel boiler that burns ammonia fuel and a fuel other than ammonia fuel, or may be an ammonia-only boiler that burns only ammonia fuel. Note that when ammonia fuel and a fuel other than ammonia fuel are burned, the fuel may be a single type, or multiple types.

<脱硝装置70の投入ノズル74及び流量調節弁75について>
図2は、排ガスの流れに直交する脱硝反応器71の断面を分割して得られる複数の区画について説明するための模式的な図である。
本実施形態のボイラシステム1では、排ガスの流れに直交する脱硝反応器71の断面を仮想的に格子状に分割して複数の区画81を定める。図2に示す例では、例えば3行8列の計24の区画81に分割されているが、分割数は図2の例に限定されない。
本実施形態のボイラシステム1では、区画81毎に還元剤の投入量を調節可能にするために、投入ノズル74は、複数の区画81のそれぞれに対応するように複数設けられている。また、流量調節弁75は、複数の投入ノズル74のそれぞれに対応するように複数設けられている。
<Regarding the injection nozzle 74 and the flow rate control valve 75 of the denitrification device 70>
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a plurality of sections obtained by dividing a cross section of the denitration reactor 71 perpendicular to the flow of the exhaust gas.
In the boiler system 1 of the present embodiment, a cross section of the denitration reactor 71 perpendicular to the flow of the exhaust gas is virtually divided into a lattice shape to define a plurality of sections 81. In the example shown in Fig. 2, the section is divided into a total of 24 sections 81 of, for example, 3 rows and 8 columns, but the number of divisions is not limited to the example shown in Fig. 2.
In the boiler system 1 of the present embodiment, in order to make it possible to adjust the amount of reducing agent introduced into each of the sections 81, a plurality of introduction nozzles 74 are provided corresponding to each of the sections 81. In addition, a plurality of flow rate adjustment valves 75 are provided corresponding to each of the plurality of introduction nozzles 74.

<還元剤の過剰投入について>
還元剤の投入量が過少であると、脱硝反応器71から排出される排ガス中のNOの濃度が増えてしまう。逆に、還元剤の投入量が過剰であると、未反応のアンモニアが脱硝反応器71から排出されてしまう。脱硝反応器71の下流にアンモニアが流出すると、酸性硫安の発生による閉塞や腐食等のリスクが生じる。そのため、脱硝反応器71の下流に流出するアンモニアをできるだけ抑制することが求められる。
脱硝反応器71の下流に流出するアンモニアには、投入された還元剤に由来するアンモニアの他、本実施の形態のボイラ10のようにアンモニアを燃料とする場合には、排ガス中に含まれるリークアンモニア(未燃アンモニア)に由来するアンモニアが含まれる。
このリークアンモニア(未燃アンモニア)を考慮せずに還元剤を投入してしまうと、リークアンモニア(未燃アンモニア)も脱硝反応器において脱硝に用いられるため、投入した還元剤が過剰となって、脱硝反応器71の下流にアンモニアが流出するおそれがある。
そこで、本実施の形態の脱硝制御装置77では、排ガス中に含まれるリークアンモニア(未燃アンモニア)を考慮して還元剤の投入量を設定するようにしている。以下、本実施の形態の脱硝制御装置77における還元剤の投入量の制御について説明する。
<About excessive addition of reducing agent>
If the amount of reducing agent charged is too small, the concentration of NOx in the exhaust gas discharged from the denitration reactor 71 increases. Conversely, if the amount of reducing agent charged is too large, unreacted ammonia is discharged from the denitration reactor 71. If ammonia flows out downstream of the denitration reactor 71, there is a risk of blockage, corrosion, etc. due to the generation of acid ammonium sulfate. Therefore, it is necessary to suppress the ammonia flowing out downstream of the denitration reactor 71 as much as possible.
The ammonia flowing out downstream of the denitration reactor 71 includes ammonia derived from the introduced reducing agent, and also includes ammonia derived from leak ammonia (unburned ammonia) contained in the exhaust gas when ammonia is used as fuel as in the boiler 10 of the present embodiment.
If the reducing agent is added without taking this leaked ammonia (unburned ammonia) into consideration, the leaked ammonia (unburned ammonia) will also be used for denitration in the denitration reactor, and there is a risk that the added reducing agent will be excessive, causing ammonia to flow out downstream of the denitration reactor 71.
Therefore, in the denitration control device 77 of the present embodiment, the supply amount of the reducing agent is set taking into consideration the leak ammonia (unburned ammonia) contained in the exhaust gas. Hereinafter, the control of the supply amount of the reducing agent in the denitration control device 77 of the present embodiment will be described.

<還元剤の投入量の制御について>
図3は、第1実施形態に係る脱硝制御装置77による還元剤の投入量の制御ブロック図である。
図4は、第1実施形態に係る脱硝制御装置77におけるセンサの配置を模式的に示す図であり、区画81の1つ分について示している。
図5は、第2実施形態に係る脱硝制御装置77による還元剤の投入量の制御ブロック図である。
図6は、第3実施形態に係る脱硝制御装置77による還元剤の投入量の制御ブロック図である。
図7は、第2実施形態及び第3実施形態に係る脱硝制御装置77におけるセンサの配置を模式的に示す図であり、区画81の1つ分について示している。
図8は、第4実施形態に係る脱硝制御装置77による還元剤の投入量の制御ブロック図である。
図9は、第4実施形態に係る脱硝制御装置77におけるセンサの配置を模式的に示す図であり、区画81の1つ分について示している。
<Control of the amount of reducing agent added>
FIG. 3 is a block diagram of the control of the supply amount of the reducing agent by the denitration control device 77 according to the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a schematic arrangement of sensors in the denitration control device 77 according to the first embodiment, and shows the arrangement for one section 81. As shown in FIG.
FIG. 5 is a block diagram of control of the supply amount of reducing agent by the denitration control device 77 according to the second embodiment.
FIG. 6 is a block diagram of control of the supply amount of reducing agent by a denitration control device 77 according to the third embodiment.
FIG. 7 is a diagram showing a schematic arrangement of sensors in a denitration control device 77 according to the second and third embodiments, and shows the arrangement for one section 81. As shown in FIG.
FIG. 8 is a block diagram of control of the supply amount of reducing agent by a denitration control device 77 according to the fourth embodiment.
FIG. 9 is a diagram showing a schematic arrangement of sensors in a denitration control device 77 according to the fourth embodiment, and shows the arrangement for one section 81. As shown in FIG.

<第1実施形態から第4実施形態に係る脱硝制御装置77に共通する構成>
図3、図5、図6、及び図8に示すように、幾つかの実施形態に係る脱硝制御装置77は、不図示のプロセッサによるプログラムの実行によって実現される機能ブロックとして、投入量算出部771と、リークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部772と、マスバランス計算部773とを備えている。
投入量算出部771は、リークアンモニア(未燃アンモニア)を考慮した還元剤の過剰量に基づいて、還元剤の投入量を算出するように構成されている。
リークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部772は、脱硝反応器71に流入する未燃アンモニアの流量を取得するように構成されている。
マスバランス計算部773は、脱硝反応器71に流入する排ガスのNO濃度、脱硝反応器71に流入する排ガスの流量、及び脱硝反応器71から排出される排ガスのNO濃度の目標値に基づいて、マスバランスから決定される還元剤の投入量を算出するように構成されている。
<Configuration common to the denitration control device 77 according to the first to fourth embodiments>
As shown in Figures 3, 5, 6, and 8, the denitration control device 77 according to some embodiments includes, as functional blocks realized by execution of a program by a processor (not shown), an input amount calculation unit 771, a leak ammonia (unburned ammonia) flow rate acquisition unit 772, and a mass balance calculation unit 773.
The input amount calculation unit 771 is configured to calculate the input amount of the reducing agent based on the excess amount of the reducing agent taking into account leak ammonia (unburned ammonia).
The leak ammonia (unburned ammonia) flow rate acquisition unit 772 is configured to acquire the flow rate of unburned ammonia flowing into the denitration reactor 71 .
The mass balance calculation unit 773 is configured to calculate the amount of reducing agent to be input, which is determined from the mass balance, based on the target values of the NOx concentration of the exhaust gas flowing into the denitration reactor 71, the flow rate of the exhaust gas flowing into the denitration reactor 71, and the NOx concentration of the exhaust gas discharged from the denitration reactor 71.

図4、図7、及び図9に示すように、幾つかの実施形態に係る脱硝制御装置77は、入口NO濃度センサ781と、出口NO濃度センサ782とを備えている。
入口NO濃度センサ781は、脱硝反応器71よりも上流側において脱硝反応器71に流入する排ガスのNOの濃度を検出するためのNO濃度センサであり、上述した各区画81に対応する領域のNOの濃度を検出するために複数設けられている。
なお、上述した各区画81の数と同数の入口NO濃度センサ781を設けてもよく、上述した各区画81の数よりも少ない数の入口NO濃度センサ781を用い、各区画81に対応する領域からの排ガスのサンプリング流路を適宜切り替えることで上述した各区画81に対応する全ての領域のNO濃度をそれぞれ検出できるようにしてもよい。
As shown in FIGS. 4, 7, and 9, a denitration control device 77 according to some embodiments includes an inlet NOx concentration sensor 781 and an outlet NOx concentration sensor 782.
The inlet NOx concentration sensor 781 is a NOx concentration sensor for detecting the NOx concentration of the exhaust gas flowing into the denitration reactor 71 upstream of the denitration reactor 71, and multiple sensors are provided to detect the NOx concentration in the areas corresponding to each of the above-mentioned sections 81.
In addition, the same number of inlet NOx concentration sensors 781 as the number of each of the above-mentioned compartments 81 may be provided, or a smaller number of inlet NOx concentration sensors 781 than the number of each of the above-mentioned compartments 81 may be used, and the sampling flow path of the exhaust gas from the area corresponding to each compartment 81 may be appropriately switched so that the NOx concentration of all of the areas corresponding to each of the above-mentioned compartments 81 can be detected.

出口NO濃度センサ782は、脱硝反応器71よりも下流側において脱硝反応器71から流出する排ガスのNOの濃度を検出するためのNO濃度センサであり、上述した各区画81に対応する領域のNOの濃度を検出するために複数設けられている。
なお、上述した各区画81の数と同数の出口NO濃度センサ782を設けてもよく、上述した各区画81の数よりも少ない数の出口NO濃度センサ782を用い、各区画81に対応する領域からの排ガスのサンプリング流路を適宜切り替えることで上述した各区画81に対応する全ての領域のNO濃度をそれぞれ検出できるようにしてもよい。
出口NO濃度センサ782は、脱硝反応器71から流出する排ガスに含まれる排出NOの濃度(出口NO濃度)を取得する排出NO濃度取得部787を構成している。
The outlet NOx concentration sensor 782 is a NOx concentration sensor for detecting the NOx concentration of the exhaust gas flowing out from the denitration reactor 71 downstream of the denitration reactor 71, and multiple sensors are provided to detect the NOx concentration in the areas corresponding to each of the above-mentioned sections 81.
In addition, the same number of outlet NOx concentration sensors 782 as the number of each of the above-mentioned compartments 81 may be provided, or a smaller number of outlet NOx concentration sensors 782 than the number of each of the above-mentioned compartments 81 may be used, and the sampling flow path of the exhaust gas from the area corresponding to each compartment 81 may be appropriately switched so that the NOx concentration in all of the areas corresponding to each of the above-mentioned compartments 81 can be detected.
The outlet NOx concentration sensor 782 constitutes an exhaust NOx concentration acquisition unit 787 that acquires the concentration of exhaust NOx (outlet NOx concentration) contained in the exhaust gas flowing out from the denitrification reactor 71 .

<第1実施形態に係る脱硝制御装置77について>
図4に示すように、第1実施形態に係る脱硝制御装置77は、入口NH濃度センサ783を備えている。
入口NH濃度センサ783は、投入ノズル74よりも上流側において脱硝反応器71に流入する排ガス中のリークアンモニア(未燃アンモニア)の濃度を検出するためのNH濃度センサであり、上述した各区画81に対応する領域のリークアンモニア(未燃アンモニア)の濃度を検出するために複数設けられている。
なお、上述した各区画81の数と同数の入口NH濃度センサ783を設けてもよく、上述した各区画81の数よりも少ない数の入口NH濃度センサ783を用い、各区画81に対応する領域からの排ガスのサンプリング流路を適宜切り替えることで上述した各区画81に対応する全ての領域のリークアンモニア(未燃アンモニア)の濃度をそれぞれ検出できるようにしてもよい。
入口NH濃度センサ783は、脱硝反応器71に流入する排ガスに含まれるリークアンモニア(未燃アンモニア)の濃度を検出可能なリークアンモニア(未燃アンモニア)濃度取得部785を構成している。
<Regarding the Denitrification Control Device 77 According to the First Embodiment>
As shown in FIG. 4 , the denitration control device 77 according to the first embodiment includes an inlet NH 3 concentration sensor 783 .
The inlet NH3 concentration sensor 783 is an NH3 concentration sensor for detecting the concentration of leak ammonia (unburned ammonia) in the exhaust gas flowing into the denitrification reactor 71 upstream of the input nozzle 74, and multiple inlet NH3 concentration sensors are provided to detect the concentration of leak ammonia (unburned ammonia) in the areas corresponding to each of the sections 81 described above.
In addition, the same number of inlet NH3 concentration sensors 783 as the number of the above-mentioned compartments 81 may be provided, or a smaller number of inlet NH3 concentration sensors 783 than the number of the above-mentioned compartments 81 may be used, and the sampling flow path of the exhaust gas from the area corresponding to each compartment 81 may be appropriately switched to enable detection of the concentration of leak ammonia (unburned ammonia) in all areas corresponding to each of the above-mentioned compartments 81.
The inlet NH 3 concentration sensor 783 constitutes a leak ammonia (unburned ammonia) concentration acquisition unit 785 capable of detecting the concentration of leak ammonia (unburned ammonia) contained in the exhaust gas flowing into the denitration reactor 71 .

図3及び図4に示す第1実施形態に係る脱硝制御装置77では、マスバランス計算部773は、入口NO濃度センサ781で検出した各区画81に流入する排ガスのNO濃度(入口NO濃度)と、脱硝反応器71から流出する排ガスのNO濃度の目標値(出口NO濃度目標値)と、各区画81に流入する排ガスの流量(入口ガス流量)とに基づいて、マスバランスから決定される還元剤の投入量を算出する。そして、マスバランス計算部773は、算出したマスバランスから決定される還元剤の投入量を投入量算出部771に出力する。
なお、マスバランス計算部773に入力される入口ガス流量は、例えば、ボイラ10の燃料流量と、排ガス中の酸素濃度とに基づいて算出される燃焼ガスの流量を上述した区画81の数で除した流量である。
In the denitration control device 77 according to the first embodiment shown in Fig. 3 and Fig. 4, the mass balance calculation unit 773 calculates the input amount of the reducing agent determined from the mass balance based on the NOx concentration (inlet NOx concentration) of the exhaust gas flowing into each section 81 detected by the inlet NOx concentration sensor 781, the target value (outlet NOx concentration target value) of the NOx concentration of the exhaust gas flowing out from the denitration reactor 71, and the flow rate (inlet gas flow rate) of the exhaust gas flowing into each section 81. Then, the mass balance calculation unit 773 outputs the input amount of the reducing agent determined from the calculated mass balance to the input amount calculation unit 771.
The inlet gas flow rate input to the mass balance calculation unit 773 is, for example, the flow rate of the combustion gas calculated based on the fuel flow rate of the boiler 10 and the oxygen concentration in the exhaust gas divided by the number of sections 81 described above.

また、図3及び図4に示す第1実施形態に係る脱硝制御装置77のリークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部772である第1リークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部772Aは、入口NH濃度センサ783で検出した各区画81に流入する排ガス中のリークアンモニア(未燃アンモニア)の濃度(未燃アンモニア濃度)と、上述した入口ガス流量とに基づいて、各区画81に流入するリークアンモニア(未燃アンモニア)の流量を算出して取得する。そして、第1リークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部772Aは、取得したリークアンモニア(未燃アンモニア)の流量を投入量算出部771に出力する。 3 and 4, the first leak ammonia (unburned ammonia) flow rate acquisition unit 772A, which is the leak ammonia (unburned ammonia) flow rate acquisition unit 772 according to the first embodiment, calculates and acquires the flow rate of leak ammonia (unburned ammonia) flowing into each section 81 based on the concentration (unburned ammonia concentration) of leak ammonia (unburned ammonia) in the exhaust gas flowing into each section 81 detected by the inlet NH 3 concentration sensor 783 and the inlet gas flow rate described above. Then, the first leak ammonia (unburned ammonia) flow rate acquisition unit 772A outputs the acquired flow rate of leak ammonia (unburned ammonia) to the input amount calculation unit 771.

図3及び図4に示す第1実施形態に係る脱硝制御装置77では、投入量算出部771は、マスバランス計算部773で算出したマスバランスから決定される還元剤の投入量から第1リークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部772Aで取得したリークアンモニア(未燃アンモニア)の流量を減じることで、各投入ノズル74からの還元剤の投入量を算出する。
そして、脱硝制御装置77は、投入量算出部771で算出された還元剤の投入量で還元剤が各投入ノズル74から投入されるように各流量調節弁75へ開度調節信号を出力する。
これにより、投入量算出部771で算出された還元剤の投入量で還元剤が各投入ノズル74から煙道13内に投入される。
In the denitration control device 77 according to the first embodiment shown in Figures 3 and 4, an input amount calculation unit 771 calculates the amount of reducing agent input from each input nozzle 74 by subtracting the flow rate of leak ammonia (unburned ammonia) acquired by a first leak ammonia (unburned ammonia) flow rate acquisition unit 772A from the input amount of reducing agent determined from the mass balance calculated by a mass balance calculation unit 773.
Then, the denitration control device 77 outputs an opening adjustment signal to each flow rate adjustment valve 75 so that the reducing agent is injected from each injection nozzle 74 in the injection amount calculated by the injection amount calculation unit 771 .
As a result, the reducing agent is injected into the flue 13 from each injection nozzle 74 in the injection amount calculated by the injection amount calculation unit 771.

なお、以下の説明では、上述した第1リークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部772Aと、後述する第2リークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部772Bや第3リークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部772Cとを特に区別する必要がない場合や、第1リークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部772Aと、第2リークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部772Bと、第3リークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部772Cとを総称する場合、符号の末尾のアルファベットの記載を省略し、単に、リークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部772と称することとする。 In the following description, when there is no need to distinguish between the first leak ammonia (unburned ammonia) flow rate acquisition unit 772A described above and the second leak ammonia (unburned ammonia) flow rate acquisition unit 772B and the third leak ammonia (unburned ammonia) flow rate acquisition unit 772C described below, or when the first leak ammonia (unburned ammonia) flow rate acquisition unit 772A, the second leak ammonia (unburned ammonia) flow rate acquisition unit 772B, and the third leak ammonia (unburned ammonia) flow rate acquisition unit 772C are referred to collectively, the alphabet at the end of the reference numeral will be omitted and they will simply be referred to as the leak ammonia (unburned ammonia) flow rate acquisition unit 772.

<第2実施形態に係る脱硝制御装置77について>
図7に示すように、第2実施形態に係る脱硝制御装置77は、出口NH濃度センサ784を備えている。
出口NH濃度センサ784は、脱硝反応器71よりも下流側において脱硝反応器71から流出する排ガスのNHの濃度を検出するためのNH濃度センサであり、上述した各区画81に対応する領域のNHの濃度を検出するために複数設けられている。
なお、上述した各区画81の数と同数の出口NH濃度センサ784を設けてもよく、上述した各区画81の数よりも少ない数の出口NH濃度センサ784を用い、各区画81に対応する領域からの排ガスのサンプリング流路を適宜切り替えることで上述した各区画81に対応する全ての領域のNH濃度をそれぞれ検出できるようにしてもよい。
出口NH濃度センサ784は、脱硝反応器71から流出する排ガスに含まれるリークアンモニア(排出アンモニア)の濃度を取得するリークアンモニア(排出アンモニア)濃度取得部786を構成している。
<Regarding the Denitrification Control Device 77 According to the Second Embodiment>
As shown in FIG. 7, the denitration control device 77 according to the second embodiment includes an outlet NH 3 concentration sensor 784 .
The outlet NH3 concentration sensor 784 is an NH3 concentration sensor for detecting the NH3 concentration of the exhaust gas flowing out from the denitration reactor 71 downstream of the denitration reactor 71, and multiple NH3 concentration sensors are provided to detect the NH3 concentration in the areas corresponding to each of the sections 81 described above.
In addition, the same number of outlet NH3 concentration sensors 784 as the number of each of the above-mentioned compartments 81 may be provided, or a smaller number of outlet NH3 concentration sensors 784 than the number of each of the above-mentioned compartments 81 may be used, and the sampling flow path of the exhaust gas from the area corresponding to each compartment 81 may be appropriately switched so that the NH3 concentration in all of the areas corresponding to each of the above-mentioned compartments 81 can be detected.
The outlet NH 3 concentration sensor 784 constitutes a leak ammonia (discharge ammonia) concentration acquisition unit 786 that acquires the concentration of leak ammonia (discharge ammonia) contained in the exhaust gas flowing out from the denitration reactor 71 .

図5及び図7に示す第2実施形態に係る脱硝制御装置77では、マスバランス計算部773は、第1実施形態に係る脱硝制御装置77のマスバランス計算部773と同様に、マスバランスから決定される還元剤の投入量を算出する。そして、マスバランス計算部773は、算出したマスバランスから決定される還元剤の投入量を投入量算出部771に出力する。 In the denitration control device 77 according to the second embodiment shown in FIG. 5 and FIG. 7, the mass balance calculation unit 773 calculates the input amount of reducing agent determined from the mass balance, similar to the mass balance calculation unit 773 of the denitration control device 77 according to the first embodiment. Then, the mass balance calculation unit 773 outputs the input amount of reducing agent determined from the calculated mass balance to the input amount calculation unit 771.

また、図5及び図7に示す第2実施形態に係る脱硝制御装置77のリークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部772である第2リークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部772Bは、出口NH濃度センサ784で検出した各区画81から流出する排ガス中のNHの濃度(リークアンモニア(排出アンモニア)の濃度)と、上述した入口ガス流量と、直前に投入した還元剤の投入量とに基づいて、各区画81に流入するリークアンモニア(未燃アンモニア)の流量を算出して取得する。なお、第2リークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部772Bは、各区画81に流入するリークアンモニア(未燃アンモニア)の流量の算出に際し、各区画81から流出する排ガスの流量(出口ガス流量)には、入口ガス流量を用いる。
第2リークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部772Bは、取得したリークアンモニア(未燃アンモニア)の流量を投入量算出部771に出力する。
5 and 7, the second leak ammonia (unburned ammonia) flow rate acquisition unit 772B, which is the leak ammonia (unburned ammonia) flow rate acquisition unit 772 according to the second embodiment, calculates and acquires the flow rate of leak ammonia (unburned ammonia) flowing into each section 81 based on the concentration of NH 3 in the exhaust gas flowing out from each section 81 (concentration of leak ammonia (discharged ammonia)) detected by the outlet NH 3 concentration sensor 784, the inlet gas flow rate described above, and the amount of reducing agent introduced immediately before. Note that, when calculating the flow rate of leak ammonia (unburned ammonia) flowing into each section 81, the second leak ammonia (unburned ammonia) flow rate acquisition unit 772B uses the inlet gas flow rate as the flow rate of exhaust gas flowing out from each section 81 (outlet gas flow rate).
The second leak ammonia (unburned ammonia) flow rate acquisition unit 772B outputs the acquired flow rate of leak ammonia (unburned ammonia) to the input amount calculation unit 771.

図5及び図7に示す第2実施形態に係る脱硝制御装置77では、投入量算出部771は、マスバランス計算部773で算出したマスバランスから決定される還元剤の投入量から第2リークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部772Bで取得したリークアンモニア(未燃アンモニア)の流量を減じることで、各投入ノズル74からの還元剤の投入量を算出する。
そして、脱硝制御装置77は、投入量算出部771で算出された還元剤の投入量で還元剤が各投入ノズル74から投入されるように各流量調節弁75へ開度調節信号を出力する。
これにより、投入量算出部771で算出された還元剤の投入量で還元剤が各投入ノズル74から煙道13内に投入される。
In the denitration control device 77 according to the second embodiment shown in Figures 5 and 7, an input amount calculation unit 771 calculates the amount of reducing agent input from each input nozzle 74 by subtracting the flow rate of leak ammonia (unburned ammonia) acquired by a second leak ammonia (unburned ammonia) flow rate acquisition unit 772B from the input amount of reducing agent determined from the mass balance calculated by a mass balance calculation unit 773.
Then, the denitration control device 77 outputs an opening adjustment signal to each flow rate adjustment valve 75 so that the reducing agent is injected from each injection nozzle 74 in the injection amount calculated by the injection amount calculation unit 771 .
As a result, the reducing agent is injected into the flue 13 from each injection nozzle 74 in the injection amount calculated by the injection amount calculation unit 771.

なお、リークアンモニア(排出アンモニア)の濃度が比較的高いということは、リークアンモニア(未燃アンモニア)の量が多いために、マスバラで算出された還元剤の投入量が結果として過剰であることを表している。
図5及び図7に示す第2実施形態に係る脱硝制御装置77では、脱硝反応器71から流出する排ガスに含まれるリークアンモニア(排出アンモニア)の濃度を取得できるので、脱硝反応器71の下流に流出するアンモニアを抑制し易くなるとともに、還元剤の過剰な投入を抑制して還元剤のコストを抑制できる。
<第3実施形態に係る脱硝制御装置77について>
図6に示すように、第3実施形態に係る脱硝制御装置77は、出口NO濃度センサ782で検出した脱硝反応器71から流出する排ガスのNOの濃度(出口NO濃度)と、出口ガス流量(すなわち入口ガス流量)とに基づいて還元剤の投入量の補正量を算出する補正量算出部774を備えている。
図7に示すように、第3実施形態に係る脱硝制御装置77は、出口NH濃度センサ784を備えている。
In addition, a relatively high concentration of leak ammonia (exhaust ammonia) indicates that the amount of leak ammonia (unburned ammonia) is large, and therefore the amount of reducing agent injected calculated by mass analysis is excessive.
In the denitration control device 77 according to the second embodiment shown in Figures 5 and 7, the concentration of leaked ammonia (emitted ammonia) contained in the exhaust gas flowing out from the denitration reactor 71 can be obtained, making it easier to suppress the ammonia flowing out downstream of the denitration reactor 71 and also suppressing excessive input of reducing agent, thereby reducing the cost of the reducing agent.
<Regarding the denitrification control device 77 according to the third embodiment>
As shown in FIG. 6, the denitration control device 77 according to the third embodiment is equipped with a correction amount calculation unit 774 that calculates a correction amount for the amount of reducing agent injected based on the NOx concentration (outlet NOx concentration) of the exhaust gas flowing out from the denitration reactor 71 detected by the outlet NOx concentration sensor 782 and the outlet gas flow rate (i.e., inlet gas flow rate).
As shown in FIG. 7, the denitration control device 77 according to the third embodiment includes an outlet NH 3 concentration sensor 784 .

図6及び図7に示す第3実施形態に係る脱硝制御装置77では、マスバランス計算部773は、第1実施形態及び第2実施形態に係る脱硝制御装置77のマスバランス計算部773と同様に、マスバランスから決定される還元剤の投入量を算出する。そして、マスバランス計算部773は、算出したマスバランスから決定される還元剤の投入量を投入量算出部771に出力する。 In the denitration control device 77 according to the third embodiment shown in FIG. 6 and FIG. 7, the mass balance calculation unit 773 calculates the input amount of reducing agent determined from the mass balance, similar to the mass balance calculation unit 773 of the denitration control device 77 according to the first and second embodiments. Then, the mass balance calculation unit 773 outputs the input amount of reducing agent determined from the calculated mass balance to the input amount calculation unit 771.

また、図6及び図7に示す第3実施形態に係る脱硝制御装置77のリークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部772である第2リークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部772Bは、第2実施形態と同様に、リークアンモニア(排出アンモニア)の濃度と、上述した入口ガス流量と、直前に投入した還元剤の投入量とに基づいて、各区画81に流入するリークアンモニア(未燃アンモニア)の流量を算出して取得する。そして、第2リークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部772Bは、取得したリークアンモニア(未燃アンモニア)の流量を投入量算出部771に出力する。 The second leak ammonia (unburned ammonia) flow rate acquisition unit 772B, which is the leak ammonia (unburned ammonia) flow rate acquisition unit 772 of the denitration control device 77 according to the third embodiment shown in FIG. 6 and FIG. 7, calculates and acquires the flow rate of the leak ammonia (unburned ammonia) flowing into each section 81 based on the concentration of the leak ammonia (discharged ammonia), the inlet gas flow rate described above, and the amount of reducing agent introduced immediately before, as in the second embodiment. Then, the second leak ammonia (unburned ammonia) flow rate acquisition unit 772B outputs the acquired flow rate of the leak ammonia (unburned ammonia) to the input amount calculation unit 771.

図6及び図7に示す第3実施形態に係る脱硝制御装置77では、補正量算出部774は、出口NO濃度と入口ガス流量に基づいて、脱硝反応器71から流出するNOの流量を算出する。脱硝反応器71から流出するNOの流量は、直前に投入された還元剤の投入量の不足分を反映したものであるので、補正量算出部774は、算出した脱硝反応器71から流出するNOの流量に応じた還元剤の投入量の補正量を算出する。そして、補正量算出部774は、算出した還元剤の投入量の補正量を投入量算出部771に出力する。 In the denitration control device 77 according to the third embodiment shown in Fig. 6 and Fig. 7, a correction amount calculation unit 774 calculates the flow rate of NOx flowing out from the denitration reactor 71 based on the outlet NOx concentration and the inlet gas flow rate. Since the flow rate of NOx flowing out from the denitration reactor 71 reflects a shortage in the amount of reducing agent introduced immediately before, the correction amount calculation unit 774 calculates a correction amount for the introduction amount of reducing agent according to the calculated flow rate of NOx flowing out from the denitration reactor 71. Then, the correction amount calculation unit 774 outputs the calculated correction amount for the introduction amount of reducing agent to the introduction amount calculation unit 771.

図6及び図7に示す第3実施形態に係る脱硝制御装置77では、投入量算出部771は、マスバランス計算部773で算出したマスバランスから決定される還元剤の投入量から第2リークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部772Bで取得したリークアンモニア(未燃アンモニア)の流量を減じるとともに、補正量算出部774で算出した還元剤の投入量の補正量を加えることで、各投入ノズル74からの還元剤の投入量を算出する。
そして、脱硝制御装置77は、投入量算出部771で算出された還元剤の投入量で還元剤が各投入ノズル74から投入されるように各流量調節弁75へ開度調節信号を出力する。
これにより、投入量算出部771で算出された還元剤の投入量で還元剤が各投入ノズル74から煙道13内に投入される。
In the denitration control device 77 according to the third embodiment shown in FIGS. 6 and 7 , an input amount calculation unit 771 calculates the amount of reducing agent input from each input nozzle 74 by subtracting the flow rate of leak ammonia (unburned ammonia) acquired by a second leak ammonia (unburned ammonia) flow rate acquisition unit 772B from the input amount of reducing agent determined from the mass balance calculated by a mass balance calculation unit 773, and adding a correction amount of the input amount of reducing agent calculated by a correction amount calculation unit 774.
Then, the denitration control device 77 outputs an opening adjustment signal to each flow rate adjustment valve 75 so that the reducing agent is injected from each injection nozzle 74 in the injection amount calculated by the injection amount calculation unit 771 .
As a result, the reducing agent is injected into the flue 13 from each injection nozzle 74 in the injection amount calculated by the injection amount calculation unit 771.

図6及び図7に示す第3実施形態に係る脱硝制御装置77では、出口NO濃度センサ782で取得した排出NOの濃度(出口NO濃度)が比較的高い場合、還元剤の投入量が不足していることとなるため、補正量算出部774で算出した還元剤の投入量の補正量に基づいて還元剤の投入量を増やすことで、出口NO濃度を抑制できる。 In the denitration control device 77 of the third embodiment shown in Figures 6 and 7, when the concentration of exhaust NOx (outlet NOx concentration) obtained by the outlet NOx concentration sensor 782 is relatively high, this means that the amount of reducing agent being fed is insufficient, and the outlet NOx concentration can be suppressed by increasing the amount of reducing agent being fed based on the correction amount of the reducing agent being fed calculated by the correction amount calculation unit 774.

<第4実施形態に係る脱硝制御装置77について>
図8に示すように、第4実施形態に係る脱硝制御装置77は、出口NO濃度センサ782で検出した出口NO濃度と、出口NO濃度目標値との差分を算出する差分算出部775を備えている。
<Regarding the Denitrification Control Device 77 According to the Fourth Embodiment>
As shown in FIG. 8, the denitration control device 77 according to the fourth embodiment includes a difference calculation unit 775 that calculates the difference between the outlet NOx concentration detected by the outlet NOx concentration sensor 782 and the target outlet NOx concentration value.

図8及び図9に示す第4実施形態に係る脱硝制御装置77では、マスバランス計算部773は、第1実施形態、第2実施形態、及び第3実施形態に係る脱硝制御装置77のマスバランス計算部773と同様に、マスバランスから決定される還元剤の投入量を算出する。そして、マスバランス計算部773は、算出したマスバランスから決定される還元剤の投入量を投入量算出部771に出力する。 In the denitration control device 77 according to the fourth embodiment shown in FIG. 8 and FIG. 9, the mass balance calculation unit 773 calculates the input amount of reducing agent determined from the mass balance, similar to the mass balance calculation unit 773 of the denitration control device 77 according to the first, second, and third embodiments. Then, the mass balance calculation unit 773 outputs the input amount of reducing agent determined from the calculated mass balance to the input amount calculation unit 771.

図8及び図9に示す第4実施形態に係る脱硝制御装置77では、差分算出部775は、出口NO濃度と、出口NO濃度目標値との差分を算出して、第4実施形態に係る脱硝制御装置77のリークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部772である第3リークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部772Cに出力する。
ここで、出口NO濃度と、出口NO濃度目標値とに差が生じた理由は、脱硝反応器71に流入した排ガスにリークアンモニア(未燃アンモニア)が含まれていたからであると考えられる。すなわち、出口NO濃度が出口NO濃度目標よりも低い値である場合、出口NO濃度と、出口NO濃度目標値との差分は、リークアンモニア(未燃アンモニア)が脱硝に用いられたためと考えることができる。そのため、出口NO濃度と、出口NO濃度目標値との差分は、リークアンモニア(未燃アンモニア)の量に応じた値となる。
In the denitration control device 77 according to the fourth embodiment shown in Figures 8 and 9, a difference calculation unit 775 calculates the difference between the outlet NOx concentration and the outlet NOx concentration target value, and outputs it to a third leak ammonia (unburned ammonia) flow rate acquisition unit 772C, which is the leak ammonia (unburned ammonia) flow rate acquisition unit 772 of the denitration control device 77 according to the fourth embodiment.
Here, the reason why a difference occurs between the outlet NOx concentration and the outlet NOx concentration target value is considered to be because leak ammonia (unburned ammonia) was contained in the exhaust gas flowing into the denitration reactor 71. In other words, when the outlet NOx concentration is a value lower than the outlet NOx concentration target, the difference between the outlet NOx concentration and the outlet NOx concentration target value can be considered to be due to the leak ammonia (unburned ammonia) being used for denitration. Therefore, the difference between the outlet NOx concentration and the outlet NOx concentration target value is a value according to the amount of leak ammonia (unburned ammonia).

そこで、図8及び図9に示す第4実施形態に係る脱硝制御装置77では、第3リークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部772Cは、上記差分と、入口NO濃度と、入口ガス流量とに基づいて、各区画81に流入するリークアンモニア(未燃アンモニア)の流量を算出して取得する。そして、第2リークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部772Bは、取得したリークアンモニア(未燃アンモニア)の流量を投入量算出部771に出力する。 8 and 9, a third leak ammonia (unburned ammonia) flow rate acquisition unit 772C calculates and acquires the flow rate of leak ammonia (unburned ammonia) flowing into each section 81 based on the difference, the inlet NOx concentration, and the inlet gas flow rate. Then, a second leak ammonia (unburned ammonia) flow rate acquisition unit 772B outputs the acquired flow rate of leak ammonia (unburned ammonia) to the input amount calculation unit 771.

図8及び図9に示す第4実施形態に係る脱硝制御装置77では、投入量算出部771は、マスバランス計算部773で算出したマスバランスから決定される還元剤の投入量から第3リークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部772Cで取得したリークアンモニア(未燃アンモニア)の流量を減じることで、各投入ノズル74からの還元剤の投入量を算出する。
そして、脱硝制御装置77は、投入量算出部771で算出された還元剤の投入量で還元剤が各投入ノズル74から投入されるように各流量調節弁75へ開度調節信号を出力する。
これにより、投入量算出部771で算出された還元剤の投入量で還元剤が各投入ノズル74から煙道13内に投入される。
In the denitration control device 77 according to the fourth embodiment shown in Figures 8 and 9, an input amount calculation unit 771 calculates the amount of reducing agent input from each input nozzle 74 by subtracting the flow rate of leak ammonia (unburned ammonia) acquired by a third leak ammonia (unburned ammonia) flow rate acquisition unit 772C from the input amount of reducing agent determined from the mass balance calculated by a mass balance calculation unit 773.
Then, the denitration control device 77 outputs an opening adjustment signal to each flow rate adjustment valve 75 so that the reducing agent is injected from each injection nozzle 74 in the injection amount calculated by the injection amount calculation unit 771 .
As a result, the reducing agent is injected into the flue 13 from each injection nozzle 74 in the injection amount calculated by the injection amount calculation unit 771.

図8及び図9に示す第4実施形態に係る脱硝制御装置77では、脱硝反応器71から流出する排ガスに含まれる排出NOの濃度(出口NO濃度)に基づいてリークアンモニア(未燃アンモニア)の流量を取得できるので、脱硝反応器71に流入する排ガスに含まれるリークアンモニア(未燃アンモニア)の濃度を検出する場合や脱硝反応器71から流出する排ガスに含まれるリークアンモニア(排出アンモニア)の濃度を検出する場合と比べて、計測機器を比較的安価に調達できる。 In the denitration control device 77 of the fourth embodiment shown in Figures 8 and 9, the flow rate of leaked ammonia (unburned ammonia) can be obtained based on the concentration of exhaust NOx (outlet NOx concentration) contained in the exhaust gas flowing out from the denitration reactor 71. Therefore, compared to detecting the concentration of leaked ammonia (unburned ammonia) contained in the exhaust gas flowing into the denitration reactor 71 or detecting the concentration of leaked ammonia (emitted ammonia) contained in the exhaust gas flowing out from the denitration reactor 71, measuring equipment can be procured relatively cheaply.

以上、還元剤の投入量の制御について述べたように、本実施の形態の脱硝制御装置77によれば、投入量算出部771を備えるので、リークアンモニア(未燃アンモニア)を考慮した還元剤の過剰量に基づいて、還元剤の投入量を算出でき、脱硝反応器71の下流に流出するアンモニアを抑制できる。 As described above regarding the control of the amount of reducing agent injected, the denitration control device 77 of this embodiment is equipped with an injection amount calculation unit 771, so that the amount of reducing agent injected can be calculated based on the excess amount of reducing agent taking into account leak ammonia (unburned ammonia), and ammonia flowing out downstream of the denitration reactor 71 can be suppressed.

本実施の形態の脱硝装置70は、上述した何れかの実施形態に係る脱硝制御装置77と、脱硝反応器71と、排ガス中に還元剤を投入するための還元剤投入部73と、を備える。
これにより、脱硝反応器71の下流に流出するアンモニアを抑制できる。
The denitration device 70 of the present embodiment includes a denitration control device 77 according to any one of the embodiments described above, a denitration reactor 71, and a reducing agent injection section 73 for injecting a reducing agent into exhaust gas.
This makes it possible to suppress ammonia flowing out downstream of the denitration reactor 71 .

本実施の形態の脱硝制御装置77では、投入量算出部771は、複数の区画81の各々に投入する還元剤の投入量を算出するように構成されている。
これにより、排ガスの流れに直交する脱硝反応器71の断面におけるリークアンモニア(未燃アンモニア)の流量(濃度)の分布に応じて還元剤の投入量を算出できるので、脱硝反応器71の下流に流出するアンモニアを効率的に抑制できる。
In the denitration control device 77 of the present embodiment, the input amount calculation unit 771 is configured to calculate the input amount of the reducing agent to be input to each of the multiple sections 81 .
This allows the amount of reducing agent to be calculated based on the distribution of the flow rate (concentration) of leaked ammonia (unburned ammonia) in a cross section of the denitration reactor 71 perpendicular to the flow of exhaust gas, thereby efficiently suppressing ammonia flowing downstream of the denitration reactor 71.

本実施の形態の脱硝制御装置77では、投入量算出部771は、リークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部772で取得したリークアンモニア(未燃アンモニア)の流量に基づいて、還元剤の投入量を算出するように構成されている。
これにより、還元剤の投入量を精度よく適切化できる。よって、脱硝反応器71の下流に流出するNOを十分に抑制しつつ、脱硝反応器71の下流に流出するアンモニアも抑制できる。
In the denitration control device 77 of this embodiment, the input amount calculation unit 771 is configured to calculate the input amount of reducing agent based on the flow rate of leak ammonia (unburned ammonia) acquired by the leak ammonia (unburned ammonia) flow rate acquisition unit 772.
This allows the amount of reducing agent introduced to be adjusted accurately, and therefore, while the amount of NOx flowing out downstream of the denitration reactor 71 is sufficiently suppressed, the amount of ammonia flowing out downstream of the denitration reactor 71 is also suppressed.

本実施の形態の脱硝制御装置77では、リークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部772は、リークアンモニア(未燃アンモニア)濃度取得部785を構成する入口NH濃度センサ783で取得したリークアンモニア(未燃アンモニア)の濃度と、脱硝反応器71に流入する排ガスの流量(入口ガス流量)とに基づいてリークアンモニア(未燃アンモニア)の流量を取得するように構成されている。
これにより、脱硝反応器71に流入する排ガスに含まれるリークアンモニア(未燃アンモニア)の検出濃度に基づいて脱硝反応器71に流入する未燃アンモニアの流量を取得できるので、脱硝反応器71に流入するリークアンモニア(未燃アンモニア)の流量を比較的正確に取得できる。よって、還元剤の投入量を精度よく適切化でき、脱硝反応器71の下流に流出するNOを十分に抑制しつつ、脱硝反応器71の下流に流出するアンモニアも抑制できる。
In the denitration control device 77 of the present embodiment, the leak ammonia (unburned ammonia) flow rate acquisition unit 772 is configured to acquire the flow rate of the leak ammonia (unburned ammonia) based on the concentration of the leak ammonia (unburned ammonia) acquired by the inlet NH3 concentration sensor 783 constituting the leak ammonia (unburned ammonia) concentration acquisition unit 785 and the flow rate of the exhaust gas flowing into the denitration reactor 71 (inlet gas flow rate).
As a result, the flow rate of unburned ammonia flowing into the denitration reactor 71 can be obtained based on the detected concentration of leak ammonia (unburned ammonia) contained in the exhaust gas flowing into the denitration reactor 71, so that the flow rate of leak ammonia (unburned ammonia) flowing into the denitration reactor 71 can be obtained relatively accurately. Therefore, the amount of reducing agent injected can be accurately optimized, and the ammonia flowing out downstream of the denitration reactor 71 can be suppressed while sufficiently suppressing NOx flowing out downstream of the denitration reactor 71.

<入口NH濃度センサ783について>
上述した入口NH濃度センサ783は、例えばNH濃度を直接検出できるガス分析計であるとよい。
また、上述した入口NH濃度センサ783は、例えば赤外線CT装置であってもよい。
さらに、入口NH濃度の検出には、以下のようにしてボイラ10における燃焼火炎の画像から入口NH濃度を推定するようにしてもよい。すなわち、ボイラ10における火炎の画像と入口NH濃度との関係をあらかじめ機械学習させることで入口NH濃度の予測モデルを作成しておく。そして、ボイラ10の火炎を撮像可能な撮像装置79をボイラ10に設け(図1参照)、撮像装置79で撮像した火炎の画像と入口NH濃度の予測モデルとに基づいて、入口NH濃度を推定するようにしてもよい。
図10は、入口NH濃度の予測モデルを用いた入口NH濃度(未燃アンモニア濃度)の推定についてのブロック図である。
図10に示す脱硝制御装置77は、ボイラ10に設けた撮像装置79で撮像した火炎の画像から脱硝反応器71に流入する排ガスに含まれるリークアンモニア(未燃アンモニア)の濃度を推定するリークアンモニア(未燃アンモニア)濃度推定部776を備えている。
リークアンモニア(未燃アンモニア)濃度推定部776は、撮像装置79で撮像した火炎の画像から入口NH濃度の予測モデルを用いて各区画81に流入する排ガス中の入口NH濃度を推定する。
これにより、比較的簡素な構成でリークアンモニア(未燃アンモニア)の濃度を推定できる。
<Regarding the inlet NH3 concentration sensor 783>
The inlet NH3 concentration sensor 783 described above may be, for example, a gas analyzer capable of directly detecting the NH3 concentration.
Furthermore, the inlet NH 3 concentration sensor 783 may be, for example, an infrared CT device.
Furthermore, in detecting the inlet NH3 concentration, the inlet NH3 concentration may be estimated from an image of the combustion flame in the boiler 10 as follows. That is, a prediction model of the inlet NH3 concentration is created by machine learning in advance the relationship between the image of the flame in the boiler 10 and the inlet NH3 concentration. Then, an imaging device 79 capable of imaging the flame of the boiler 10 (see FIG. 1 ) may be provided in the boiler 10, and the inlet NH3 concentration may be estimated based on the image of the flame captured by the imaging device 79 and the prediction model of the inlet NH3 concentration.
FIG. 10 is a block diagram for estimating the inlet NH 3 concentration (unburned ammonia concentration) using a prediction model for the inlet NH 3 concentration.
The denitration control device 77 shown in FIG. 10 is equipped with a leak ammonia (unburned ammonia) concentration estimation unit 776 that estimates the concentration of leak ammonia (unburned ammonia) contained in the exhaust gas flowing into the denitration reactor 71 from an image of a flame captured by an imaging device 79 provided in the boiler 10.
The leak ammonia (unburned ammonia) concentration estimation unit 776 estimates the inlet NH 3 concentration in the exhaust gas flowing into each section 81 using a prediction model of the inlet NH 3 concentration from an image of the flame captured by the imaging device 79.
This makes it possible to estimate the concentration of leaked ammonia (unburned ammonia) with a relatively simple configuration.

<出口NH濃度センサ784について>
上述した出口NH濃度センサ784は、例えばNH濃度を直接検出できるガス分析計であるとよい。
また、上述した出口NH濃度センサ784は、例えば赤外線CT装置であってもよい。
<Regarding the outlet NH3 concentration sensor 784>
The above-mentioned outlet NH3 concentration sensor 784 may be, for example, a gas analyzer capable of directly detecting the NH3 concentration.
Furthermore, the above-mentioned outlet NH 3 concentration sensor 784 may be, for example, an infrared CT device.

<入口NO濃度センサ781について>
上述した入口NO濃度センサ781は、例えばNO濃度を直接検出できるガス分析計であるとよい。
また、上述した入口NO濃度センサ781は、例えば赤外線CT装置であってもよい。
さらに、入口NO濃度の検出には、以下のようにしてボイラ10における燃焼火炎の画像から入口NO濃度を推定するようにしてもよい。すなわち、ボイラ10における火炎の画像と入口NO濃度との関係をあらかじめ機械学習させることで入口NO濃度の予測モデルを作成しておく。そして、ボイラ10の火炎を撮像可能な撮像装置79をボイラ10に設け(図1参照)、撮像装置79で撮像した火炎の画像と入口NO濃度の予測モデルとに基づいて、入口NO濃度を推定するようにしてもよい。
図11は、入口NO濃度の予測モデルを用いた入口NO濃度の推定についてのブロック図である。
図11に示す脱硝制御装置77は、ボイラ10に設けた撮像装置79で撮像した火炎の画像から脱硝反応器71に流入する排ガスに含まれるNOの濃度(入口NO濃度)を推定する入口NO濃度推定部777を備えている。
入口NO濃度推定部777は、撮像装置79で撮像した火炎の画像から入口NO濃度の予測モデルを用いて各区画81に流入する排ガス中の入口NO濃度を推定する。
<Regarding the inlet NOx concentration sensor 781>
The inlet NOx concentration sensor 781 described above may be, for example, a gas analyzer capable of directly detecting the NOx concentration.
Furthermore, the above-mentioned inlet NOx concentration sensor 781 may be, for example, an infrared CT device.
Furthermore, for the detection of the inlet NOx concentration, the inlet NOx concentration may be estimated from an image of the combustion flame in the boiler 10 as follows. That is, a prediction model of the inlet NOx concentration is created by machine learning in advance the relationship between the image of the flame in the boiler 10 and the inlet NOx concentration. Then, an imaging device 79 capable of imaging the flame of the boiler 10 is provided in the boiler 10 (see FIG. 1), and the inlet NOx concentration may be estimated based on the image of the flame captured by the imaging device 79 and the prediction model of the inlet NOx concentration.
FIG. 11 is a block diagram for estimating the inlet NOx concentration using a prediction model for the inlet NOx concentration.
The denitration control device 77 shown in Figure 11 is equipped with an inlet NOx concentration estimation unit 777 that estimates the concentration of NOx (inlet NOx concentration) contained in the exhaust gas flowing into the denitration reactor 71 from an image of the flame captured by an imaging device 79 installed in the boiler 10.
The inlet NOx concentration estimation unit 777 estimates the inlet NOx concentration in the exhaust gas flowing into each section 81 using a prediction model of the inlet NOx concentration from an image of the flame captured by the imaging device 79 .

<出口NO濃度センサ782について>
上述した出口NO濃度センサ782は、例えばNO濃度を直接検出できるガス分析計であるとよい。
また、上述した出口NO濃度センサ782は、例えば赤外線CT装置であってもよい。
<Regarding the outlet NOx concentration sensor 782>
The above-mentioned outlet NOx concentration sensor 782 may be, for example, a gas analyzer that can directly detect the NOx concentration.
Furthermore, the above-mentioned outlet NOx concentration sensor 782 may be, for example, an infrared CT device.

本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
例えば、上述の説明では、幾つかの実施形態の燃焼装置の一例としてボイラシステム1を例に挙げて説明したが、幾つかの実施形態に係る燃焼装置はボイラシステム1に限定されず、ガスタービンや工業炉であってもよい。
The present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and includes modifications to the above-described embodiments and appropriate combinations of these modifications.
For example, in the above description, the boiler system 1 has been used as an example of a combustion device according to some embodiments, but the combustion device according to some embodiments is not limited to the boiler system 1 and may be a gas turbine or an industrial furnace.

上述の説明では、脱硝反応器71の断面を複数の区画81に分割し、各区画81に投入ノズル74及び流量調節弁75を配置していたが、例えば幾つかの実施形態に係る燃焼装置の規模に応じて区画81の数は適宜増減させてもよく、比較的小規模である場合には、脱硝反応器71の断面を複数の区画81に分割しなくてもよい。 In the above description, the cross section of the denitrification reactor 71 is divided into multiple compartments 81, and an input nozzle 74 and a flow control valve 75 are disposed in each compartment 81. However, the number of compartments 81 may be increased or decreased as appropriate depending on the scale of the combustion device in some embodiments, and in cases where the device is relatively small, the cross section of the denitrification reactor 71 does not need to be divided into multiple compartments 81.

上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。
(1)本開示の少なくとも一実施形態に係る脱硝制御装置77は、アンモニアを燃料とする燃焼装置(ボイラ10)から排出される排ガスから窒素酸化物を除去するため脱硝反応器71を備える脱硝装置70の制御装置である。本開示の少なくとも一実施形態に係る脱硝制御装置77は、リークアンモニア(未燃アンモニア)を考慮した還元剤の過剰量に基づいて、還元剤の投入量を算出する投入量算出部771を備える。
The contents described in each of the above embodiments can be understood, for example, as follows.
(1) A denitration control device 77 according to at least one embodiment of the present disclosure is a control device for a denitration device 70 including a denitration reactor 71 for removing nitrogen oxides from exhaust gas discharged from a combustion device (boiler 10) that uses ammonia as fuel. The denitration control device 77 according to at least one embodiment of the present disclosure includes an input amount calculation unit 771 that calculates an input amount of reducing agent based on an excess amount of reducing agent taking into account leak ammonia (unburned ammonia).

上記(1)の構成によれば、リークアンモニア(未燃アンモニア)を考慮した還元剤の過剰量に基づいて、還元剤の投入量を算出するので、脱硝反応器71の下流に流出するアンモニアを抑制できる。 According to the above configuration (1), the amount of reducing agent to be injected is calculated based on the excess amount of reducing agent taking into account leak ammonia (unburned ammonia), so that the amount of ammonia flowing downstream of the denitrification reactor 71 can be suppressed.

(2)幾つかの実施形態では、上記(1)の構成において、脱硝反応器71に流入するリークアンモニア(未燃アンモニア)の流量を取得するように構成された未燃アンモニア流量取得部(リークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部772)を備えるとよい。投入量算出部771は、未燃アンモニア流量取得部(リークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部772)で取得したリークアンモニア(未燃アンモニア)の流量に基づいて、還元剤の投入量を算出するように構成されているとよい。 (2) In some embodiments, the configuration of (1) above may include an unburned ammonia flow rate acquisition unit (leak ammonia (unburned ammonia) flow rate acquisition unit 772) configured to acquire the flow rate of leak ammonia (unburned ammonia) flowing into the denitrification reactor 71. The input amount calculation unit 771 may be configured to calculate the input amount of reducing agent based on the flow rate of leak ammonia (unburned ammonia) acquired by the unburned ammonia flow rate acquisition unit (leak ammonia (unburned ammonia) flow rate acquisition unit 772).

上記(2)の構成によれば、未燃アンモニア流量取得部(リークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部772)で取得した脱硝反応器71に流入するリークアンモニア(未燃アンモニア)の流量に基づいて還元剤の投入量を算出するので、還元剤の投入量を精度よく適切化できる。これにより、脱硝反応器71の下流に流出するNOを十分に抑制しつつ、脱硝反応器71の下流に流出するアンモニアも抑制できる。 According to the above configuration (2), the amount of reducing agent to be introduced is calculated based on the flow rate of leak ammonia (unburned ammonia) flowing into the denitration reactor 71 acquired by the unburned ammonia flow rate acquisition unit (leak ammonia (unburned ammonia) flow rate acquisition unit 772), so that the amount of reducing agent to be introduced can be accurately optimized. This makes it possible to sufficiently suppress NOx flowing out downstream of the denitration reactor 71 while also suppressing ammonia flowing out downstream of the denitration reactor 71.

(3)幾つかの実施形態では、上記(2)の構成において、脱硝反応器71に流入する排ガスに含まれるリークアンモニア(未燃アンモニア)の濃度を検出可能な未燃アンモニア濃度取得部(リークアンモニア(未燃アンモニア)濃度取得部785)を備えるとよい。未燃アンモニア流量取得部(リークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部772)は、未燃アンモニア濃度取得部(リークアンモニア(未燃アンモニア)濃度取得部785)で取得したリークアンモニア(未燃アンモニア)の濃度と、脱硝反応器71に流入する排ガスの流量とに基づいてリークアンモニア(未燃アンモニア)の流量を取得するように構成されているとよい。 (3) In some embodiments, in the configuration of (2) above, an unburned ammonia concentration acquisition unit (leak ammonia (unburned ammonia) concentration acquisition unit 785) capable of detecting the concentration of leak ammonia (unburned ammonia) contained in the exhaust gas flowing into the denitration reactor 71 may be provided. The unburned ammonia flow rate acquisition unit (leak ammonia (unburned ammonia) flow rate acquisition unit 772) may be configured to acquire the flow rate of leak ammonia (unburned ammonia) based on the concentration of leak ammonia (unburned ammonia) acquired by the unburned ammonia concentration acquisition unit (leak ammonia (unburned ammonia) concentration acquisition unit 785) and the flow rate of the exhaust gas flowing into the denitration reactor 71.

上記(3)の構成によれば、脱硝反応器71に流入する排ガスに含まれるリークアンモニア(未燃アンモニア)の検出濃度に基づいて脱硝反応器71に流入するリークアンモニア(未燃アンモニア)の流量を取得できるので、脱硝反応器71に流入するリークアンモニア(未燃アンモニア)の流量を比較的正確に取得できる。これにより、還元剤の投入量を精度よく適切化でき、脱硝反応器71の下流に流出するNOを十分に抑制しつつ、脱硝反応器71の下流に流出するアンモニアも抑制できる。 According to the above configuration (3), since the flow rate of the leak ammonia (unburned ammonia) flowing into the denitration reactor 71 can be obtained based on the detected concentration of the leak ammonia (unburned ammonia) contained in the exhaust gas flowing into the denitration reactor 71, the flow rate of the leak ammonia (unburned ammonia) flowing into the denitration reactor 71 can be obtained relatively accurately. This allows the amount of reducing agent injected to be accurately optimized, and the ammonia flowing out downstream of the denitration reactor 71 can be suppressed while sufficiently suppressing NOx flowing out downstream of the denitration reactor 71.

(4)幾つかの実施形態では、上記(2)の構成において、燃焼装置(ボイラ10)における火炎を撮像可能な撮像装置79と、撮像装置79で撮像した火炎の画像から脱硝反応器に流入する排ガスに含まれるリークアンモニア(未燃アンモニア)の濃度を推定する未燃アンモニア濃度推定部(リークアンモニア(未燃アンモニア)濃度推定部776)と、を備えていてもよい。未燃アンモニア流量取得部(リークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部772)は、未燃アンモニア濃度推定部(リークアンモニア(未燃アンモニア)濃度推定部776)で推定したリークアンモニア(未燃アンモニア)の濃度と、脱硝反応器71に流入する排ガスの流量とに基づいてリークアンモニア(未燃アンモニア)の流量を取得するように構成されていてもよい。 (4) In some embodiments, the configuration of (2) above may include an imaging device 79 capable of imaging the flame in the combustion device (boiler 10), and an unburned ammonia concentration estimation unit (leak ammonia (unburned ammonia) concentration estimation unit 776) that estimates the concentration of leak ammonia (unburned ammonia) contained in the exhaust gas flowing into the denitrification reactor from the image of the flame captured by the imaging device 79. The unburned ammonia flow rate acquisition unit (leak ammonia (unburned ammonia) flow rate acquisition unit 772) may be configured to acquire the flow rate of leak ammonia (unburned ammonia) based on the concentration of leak ammonia (unburned ammonia) estimated by the unburned ammonia concentration estimation unit (leak ammonia (unburned ammonia) concentration estimation unit 776) and the flow rate of the exhaust gas flowing into the denitrification reactor 71.

上記(4)の構成によれば、比較的簡素な構成でリークアンモニア(未燃アンモニア)の濃度を推定できる。 The configuration (4) above makes it possible to estimate the concentration of leak ammonia (unburned ammonia) with a relatively simple configuration.

(5)幾つかの実施形態では、上記(2)の構成において、脱硝反応器71から流出する排ガスに含まれるリークアンモニア(排出アンモニア)の濃度を取得する排出アンモニア濃度取得部(リークアンモニア(排出アンモニア)濃度取得部786)を備えていてもよい。未燃アンモニア流量取得部(リークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部772)は、排出アンモニア濃度取得部(リークアンモニア(排出アンモニア)濃度取得部786)で取得したリークアンモニア(排出アンモニア)の濃度と、脱硝反応器71から流出する排ガスの流量とに基づいてリークアンモニア(未燃アンモニア)の流量を取得するように構成されていてもよい。 (5) In some embodiments, the configuration of (2) above may include an exhaust ammonia concentration acquisition unit (leak ammonia (exhaust ammonia) concentration acquisition unit 786) that acquires the concentration of leak ammonia (exhaust ammonia) contained in the exhaust gas flowing out from the denitrification reactor 71. The unburned ammonia flow rate acquisition unit (leak ammonia (exhaust ammonia) flow rate acquisition unit 772) may be configured to acquire the flow rate of leak ammonia (unburned ammonia) based on the concentration of leak ammonia (exhaust ammonia) acquired by the exhaust ammonia concentration acquisition unit (leak ammonia (exhaust ammonia) concentration acquisition unit 786) and the flow rate of the exhaust gas flowing out from the denitrification reactor 71.

リークアンモニア(排出アンモニア)の濃度が比較的高いということは、還元剤の投入量が過剰であることを表している。
上記(5)の構成によれば、脱硝反応器71から流出する排ガスに含まれる排出アンモニアの濃度を取得できるので、脱硝反応器71の下流に流出するアンモニアを抑制し易くなるとともに、還元剤の過剰な投入を抑制して還元剤のコストを抑制できる。
A relatively high concentration of leak ammonia (exhaust ammonia) indicates that the amount of reducing agent injected is excessive.
According to the above configuration (5), the concentration of exhaust ammonia contained in the exhaust gas flowing out from the denitration reactor 71 can be obtained, making it easier to suppress the ammonia flowing out downstream of the denitration reactor 71 and suppressing the excessive input of reducing agent, thereby reducing the cost of the reducing agent.

(6)幾つかの実施形態では、上記(5)の構成において、脱硝反応器71から流出する排ガスに含まれる排出NOの濃度を取得する排出NO濃度取得部787と、排出NO濃度取得部787で取得した排出NOの濃度に基づいて還元剤の投入量の補正量を算出する補正量算出部774と、を備えていてもよい。 (6) In some embodiments, the configuration of (5) above may include an exhaust NOx concentration acquisition unit 787 that acquires the concentration of exhaust NOx contained in the exhaust gas flowing out from the denitrification reactor 71, and a correction amount calculation unit 774 that calculates a correction amount for the amount of reducing agent added based on the concentration of exhaust NOx acquired by the exhaust NOx concentration acquisition unit 787.

上記(6)の構成によれば、排出NO濃度取得部787で取得した排出NOの濃度が比較的高い場合、還元剤の投入量が不足していることとなるため、補正量算出部774で算出した還元剤の投入量の補正量に基づいて還元剤の投入量を増やすことで、脱硝反応器71から流出する排ガスに含まれる排出NOの濃度を抑制できる。 According to the above configuration (6), when the concentration of exhaust NOx acquired by the exhaust NOx concentration acquisition unit 787 is relatively high, this means that the amount of reducing agent being added is insufficient. Therefore, by increasing the amount of reducing agent being added based on the correction amount of the reducing agent being added calculated by the correction amount calculation unit 774, the concentration of exhaust NOx contained in the exhaust gas flowing out from the denitrification reactor 71 can be suppressed.

(7)幾つかの実施形態では、上記(2)の構成において、脱硝反応器71から流出する排ガスに含まれる排出NOの濃度を取得する排出NO濃度取得部787と、排出NO濃度取得部787で取得した排出NOの濃度と、排出NOの濃度の目標値との差分を算出する差分算出部775と、を備えていてもよい。未燃アンモニア流量取得部(リークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部772)は、差分算出部775で算出した上記差分に基づいてリークアンモニア(未燃アンモニア)の流量を取得するように構成されていてもよい。 (7) In some embodiments, the configuration of (2) above may include an exhaust NOx concentration acquisition unit 787 that acquires the concentration of exhaust NOx contained in the exhaust gas flowing out from the denitrification reactor 71, and a difference calculation unit 775 that calculates the difference between the concentration of exhaust NOx acquired by the exhaust NOx concentration acquisition unit 787 and a target value of the concentration of exhaust NOx . The unburned ammonia flow rate acquisition unit (leak ammonia (unburned ammonia) flow rate acquisition unit 772) may be configured to acquire the flow rate of leak ammonia (unburned ammonia) based on the difference calculated by the difference calculation unit 775.

上記(7)の構成によれば、脱硝反応器71から流出する排ガスに含まれる排出NOの濃度に基づいてリークアンモニア(未燃アンモニア)の流量を取得できるので、脱硝反応器71に流入する排ガスに含まれるリークアンモニア(未燃アンモニア)の濃度を検出する場合や脱硝反応器71から流出する排ガスに含まれるリークアンモニア(排出アンモニア)の濃度を検出する場合と比べて、計測機器を比較的安価に調達できる。 According to the above configuration (7), the flow rate of leak ammonia (unburned ammonia) can be obtained based on the concentration of exhaust NOx contained in the exhaust gas flowing out from the denitration reactor 71. Therefore, compared to detecting the concentration of leak ammonia (unburned ammonia) contained in the exhaust gas flowing into the denitration reactor 71 or detecting the concentration of leak ammonia (emitted ammonia) contained in the exhaust gas flowing out from the denitration reactor 71, the measuring equipment can be procured relatively cheaply.

(8)幾つかの実施形態では、上記(2)乃至(7)の何れかの構成において、未燃アンモニア流量取得部(リークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部772)は、排ガスの流れに直交する脱硝反応器71の断面を分割して得られる複数の区画81の各々に流入するリークアンモニア(未燃アンモニア)の流量を取得するように構成されているとよい。投入量算出部771は、複数の区画81の各々に投入する還元剤の投入量を算出するように構成されているとよい。 (8) In some embodiments, in any of the configurations (2) to (7) above, the unburned ammonia flow rate acquisition unit (leak ammonia (unburned ammonia) flow rate acquisition unit 772) may be configured to acquire the flow rate of leak ammonia (unburned ammonia) flowing into each of the multiple compartments 81 obtained by dividing the cross section of the denitration reactor 71 perpendicular to the flow of exhaust gas. The input amount calculation unit 771 may be configured to calculate the input amount of reducing agent to be input into each of the multiple compartments 81.

上記(8)の構成によれば、排ガスの流れに直交する脱硝反応器71の断面におけるリークアンモニア(未燃アンモニア)の流量(濃度)の分布に応じて還元剤の投入量を算出できるので、脱硝反応器71の下流に流出するアンモニアを効率的に抑制できる。 According to the above configuration (8), the amount of reducing agent to be injected can be calculated according to the distribution of the flow rate (concentration) of leaked ammonia (unburned ammonia) in the cross section of the denitration reactor 71 perpendicular to the flow of exhaust gas, so that ammonia flowing downstream of the denitration reactor 71 can be efficiently suppressed.

(9)本開示の少なくとも一実施形態に係る脱硝装置70は、上記(1)乃至(8)の何れかの構成の脱硝制御装置77と、脱硝反応器71と、排ガス中に還元剤を投入するための還元剤投入部73と、を備える。 (9) A denitration device 70 according to at least one embodiment of the present disclosure includes a denitration control device 77 having any of the configurations (1) to (8) above, a denitration reactor 71, and a reducing agent injection section 73 for injecting a reducing agent into the exhaust gas.

上記(9)の構成によれば、脱硝反応器71の下流に流出するアンモニアを抑制できる。 The above configuration (9) can suppress ammonia flowing downstream of the denitrification reactor 71.

1 ボイラシステム
10 ボイラ
70 脱硝装置
71 脱硝反応器
73 還元剤投入部
79 撮像装置
81 区画
771 投入量算出部
772 未燃アンモニア流量取得部(リークアンモニア(未燃アンモニア)流量取得部)
774 補正量算出部
775 差分算出部
776 未燃アンモニア濃度推定部(リークアンモニア(未燃アンモニア)濃度推定部)
785 未燃アンモニア濃度取得部(リークアンモニア(未燃アンモニア)濃度取得部)
786 排出アンモニア濃度取得部(リークアンモニア(排出アンモニア)濃度取得部)
787 排出NO濃度取得部
Reference Signs List 1 Boiler system 10 Boiler 70 Denitration device 71 Denitration reactor 73 Reducing agent supply unit 79 Imaging device 81 Section 771 Supply amount calculation unit 772 Unburned ammonia flow rate acquisition unit (leak ammonia (unburned ammonia) flow rate acquisition unit)
774: correction amount calculation unit 775: difference calculation unit 776: unburned ammonia concentration estimation unit (leak ammonia (unburned ammonia) concentration estimation unit)
785 Unburned ammonia concentration acquisition unit (leak ammonia (unburned ammonia) concentration acquisition unit)
786 Discharge ammonia concentration acquisition unit (leak ammonia (discharge ammonia) concentration acquisition unit)
787 Exhaust NOx concentration acquisition unit

Claims (9)

アンモニアを燃料とする燃焼装置から排出される排ガスから窒素酸化物を除去するため脱硝反応器を備える脱硝装置の制御装置であって、
未燃アンモニアを考慮した還元剤の過剰量に基づいて、前記還元剤の投入量を算出する投入量算出部、
を備える、
脱硝制御装置。
A control device for a denitration device having a denitration reactor for removing nitrogen oxides from exhaust gas discharged from a combustion device using ammonia as fuel,
an input amount calculation unit that calculates an input amount of the reducing agent based on an excess amount of the reducing agent taking into account unburned ammonia;
Equipped with
Denitrification control device.
前記脱硝反応器に流入する前記未燃アンモニアの流量を取得するように構成された未燃アンモニア流量取得部、
を備え、
前記投入量算出部は、前記未燃アンモニア流量取得部で取得した前記未燃アンモニアの流量に基づいて、前記還元剤の投入量を算出する、
請求項1に記載の脱硝制御装置。
an unburned ammonia flow rate acquisition unit configured to acquire a flow rate of the unburned ammonia flowing into the denitrification reactor;
Equipped with
The input amount calculation unit calculates the input amount of the reducing agent based on the flow rate of the unburned ammonia acquired by the unburned ammonia flow rate acquisition unit.
The denitrification control device according to claim 1 .
前記脱硝反応器に流入する前記排ガスに含まれる前記未燃アンモニアの濃度を検出可能な未燃アンモニア濃度取得部、
を備え、
前記未燃アンモニア流量取得部は、前記未燃アンモニア濃度取得部で取得した前記未燃アンモニアの濃度と、前記脱硝反応器に流入する前記排ガスの流量とに基づいて前記未燃アンモニアの流量を取得する、
請求項2に記載の脱硝制御装置。
an unburned ammonia concentration acquisition unit capable of detecting the concentration of the unburned ammonia contained in the exhaust gas flowing into the denitration reactor;
Equipped with
the unburned ammonia flow rate acquisition unit acquires a flow rate of the unburned ammonia based on the concentration of the unburned ammonia acquired by the unburned ammonia concentration acquisition unit and a flow rate of the exhaust gas flowing into the denitrification reactor.
The denitrification control device according to claim 2 .
前記燃焼装置における火炎を撮像可能な撮像装置と、
前記撮像装置で撮像した前記火炎の画像から前記脱硝反応器に流入する前記排ガスに含まれる前記未燃アンモニアの濃度を推定する未燃アンモニア濃度推定部と、
を備え、
前記未燃アンモニア流量取得部は、前記未燃アンモニア濃度推定部で推定した前記未燃アンモニアの濃度と、前記脱硝反応器に流入する前記排ガスの流量とに基づいて前記未燃アンモニアの流量を取得する、
請求項2に記載の脱硝制御装置。
an imaging device capable of imaging a flame in the combustion device;
an unburned ammonia concentration estimation unit that estimates a concentration of the unburned ammonia contained in the exhaust gas flowing into the denitration reactor from an image of the flame captured by the imaging device;
Equipped with
the unburned ammonia flow rate acquisition unit acquires a flow rate of the unburned ammonia based on the concentration of the unburned ammonia estimated by the unburned ammonia concentration estimation unit and a flow rate of the exhaust gas flowing into the denitrification reactor.
The denitrification control device according to claim 2 .
前記脱硝反応器から流出する前記排ガスに含まれる排出アンモニアの濃度を取得する排出アンモニア濃度取得部、
を備え、
前記未燃アンモニア流量取得部は、前記排出アンモニア濃度取得部で取得した前記排出アンモニアの濃度と、前記脱硝反応器から流出する前記排ガスの流量とに基づいて前記未燃アンモニアの流量を取得する、
請求項2に記載の脱硝制御装置。
an emission ammonia concentration acquisition unit that acquires a concentration of emission ammonia contained in the exhaust gas flowing out from the denitrification reactor;
Equipped with
the unburned ammonia flow rate acquisition unit acquires a flow rate of the unburned ammonia based on the concentration of the discharged ammonia acquired by the discharged ammonia concentration acquisition unit and a flow rate of the exhaust gas flowing out from the denitrification reactor.
The denitrification control device according to claim 2 .
前記脱硝反応器から流出する前記排ガスに含まれる排出NOの濃度を取得する排出NO濃度取得部と、
前記排出NO濃度取得部で取得した前記排出NOの濃度に基づいて前記還元剤の投入量の補正量を算出する補正量算出部と、
を備える、
請求項5に記載の脱硝制御装置。
an exhaust NOx concentration acquisition unit that acquires a concentration of exhaust NOx contained in the exhaust gas flowing out from the denitrification reactor;
a correction amount calculation unit that calculates a correction amount of the input amount of the reducing agent based on the concentration of the exhaust NOx acquired by the exhaust NOx concentration acquisition unit;
Equipped with
The denitrification control device according to claim 5 .
前記脱硝反応器から流出する前記排ガスに含まれる排出NOの濃度を取得する排出NO濃度取得部と、
前記排出NO濃度取得部で取得した前記排出NOの濃度と、前記排出NOの濃度の目標値との差分を算出する差分算出部と、
を備え、
前記未燃アンモニア流量取得部は、前記差分算出部で算出した前記差分に基づいて前記未燃アンモニアの流量を取得する、
請求項2に記載の脱硝制御装置。
an exhaust NOx concentration acquisition unit that acquires a concentration of exhaust NOx contained in the exhaust gas flowing out from the denitrification reactor;
a difference calculation unit that calculates a difference between the concentration of the exhaust NOx acquired by the exhaust NOx concentration acquisition unit and a target value of the concentration of the exhaust NOx ;
Equipped with
the unburned ammonia flow rate acquisition unit acquires a flow rate of the unburned ammonia based on the difference calculated by the difference calculation unit.
The denitrification control device according to claim 2 .
前記未燃アンモニア流量取得部は、前記排ガスの流れに直交する前記脱硝反応器の断面を分割して得られる複数の区画の各々に流入する前記未燃アンモニアの流量を取得するように構成され、
前記投入量算出部は、前記複数の区画の各々に投入する前記還元剤の投入量を算出する、
請求項2又は3に記載の脱硝制御装置。
the unburned ammonia flow rate acquisition unit is configured to acquire a flow rate of the unburned ammonia flowing into each of a plurality of sections obtained by dividing a cross section of the denitration reactor perpendicular to the flow of the exhaust gas,
The input amount calculation unit calculates an input amount of the reducing agent to be input into each of the plurality of compartments.
The denitrification control device according to claim 2 or 3.
請求項1又は請求項2に記載の脱硝制御装置と、
前記脱硝反応器と、
前記排ガス中に前記還元剤を投入するための還元剤投入部と、
を備える、
脱硝装置。
The denitrification control device according to claim 1 or 2,
The denitrification reactor;
A reducing agent input unit for inputting the reducing agent into the exhaust gas;
Equipped with
Denitrification equipment.
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