JP3272562B2 - 湿式排煙脱硫プラントの予測制御装置及び制御方法 - Google Patents
湿式排煙脱硫プラントの予測制御装置及び制御方法Info
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- JP3272562B2 JP3272562B2 JP06952495A JP6952495A JP3272562B2 JP 3272562 B2 JP3272562 B2 JP 3272562B2 JP 06952495 A JP06952495 A JP 06952495A JP 6952495 A JP6952495 A JP 6952495A JP 3272562 B2 JP3272562 B2 JP 3272562B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は処理ガス中の亜硫酸ガス
（ＳＯ2 ）を除去する湿式排煙脱硫プラントにおいて出
口ＳＯ2 濃度の予測値によりプラントの制御を行う装置
及び方法に関する。
（ＳＯ2 ）を除去する湿式排煙脱硫プラントにおいて出
口ＳＯ2 濃度の予測値によりプラントの制御を行う装置
及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来行われている湿式脱硫プラント、例
えば炭酸カルシウムを吸収剤とする湿式石灰石膏法によ
る脱硫プラントの概略構成について、図４の系統図を参
照して説明する。図４において吸収塔２には処理ガス導
入ダクト２Ａを介してＳＯ2 を含有する処理ガス１が上
方から導入される。この吸収塔２の下方に設けられた吸
収液槽１４内には吸収液１６が収容されており、この吸
収液１６は循環ポンプ３及び循環路８により吸収塔２内
を循環している。前記処理ガス１は吸収塔２内で吸収液
１６と接触し、処理ガス１に含まれるＳＯ2 が除去され
る。すなわち、処理ガス１中のＳＯ2 が後記の式（１）
で示す反応によりＨ2 ＳＯ3 を生成して流下する。この
Ｈ2 ＳＯ3 の一部は処理ガス中の酸素（Ｏ2 ）により酸
化され、後記の式（２）で示すようにＨ2 ＳＯ4 とな
る。また、吸収塔２内で酸化されなかったＨ2 ＳＯ3 は
吸収液槽１４内で配管１５から供給される空気と接触し
式（２）の反応で全量Ｈ2 ＳＯ4 となる。さらに、吸収
液槽１４内の吸収液１６に吸収剤供給配管１３を介して
吸収剤（炭酸カルシウム：ＣａＣＯ3 ）を供給し、後記
の式（３）に示すように吸収液１６を中和してＳＯ2 を
吸収させ、生成したＣａＳＯ4 を含む吸収液１６の一部
は移送配管１１を介して図示しない別の工程に移送し、
処理される。
えば炭酸カルシウムを吸収剤とする湿式石灰石膏法によ
る脱硫プラントの概略構成について、図４の系統図を参
照して説明する。図４において吸収塔２には処理ガス導
入ダクト２Ａを介してＳＯ2 を含有する処理ガス１が上
方から導入される。この吸収塔２の下方に設けられた吸
収液槽１４内には吸収液１６が収容されており、この吸
収液１６は循環ポンプ３及び循環路８により吸収塔２内
を循環している。前記処理ガス１は吸収塔２内で吸収液
１６と接触し、処理ガス１に含まれるＳＯ2 が除去され
る。すなわち、処理ガス１中のＳＯ2 が後記の式（１）
で示す反応によりＨ2 ＳＯ3 を生成して流下する。この
Ｈ2 ＳＯ3 の一部は処理ガス中の酸素（Ｏ2 ）により酸
化され、後記の式（２）で示すようにＨ2 ＳＯ4 とな
る。また、吸収塔２内で酸化されなかったＨ2 ＳＯ3 は
吸収液槽１４内で配管１５から供給される空気と接触し
式（２）の反応で全量Ｈ2 ＳＯ4 となる。さらに、吸収
液槽１４内の吸収液１６に吸収剤供給配管１３を介して
吸収剤（炭酸カルシウム：ＣａＣＯ3 ）を供給し、後記
の式（３）に示すように吸収液１６を中和してＳＯ2 を
吸収させ、生成したＣａＳＯ4 を含む吸収液１６の一部
は移送配管１１を介して図示しない別の工程に移送し、
処理される。
【０００３】
【化１】 ＳＯ2 ＋Ｈ2 Ｏ → Ｈ2 ＳＯ3 （１） Ｈ2 ＳＯ3 ＋１／２Ｏ2 → Ｈ2 ＳＯ4 （２） Ｈ2 ＳＯ4 ＋ＣａＣＯ3 → ＣａＳＯ4 ＋Ｈ2 Ｏ＋ＣＯ2 （３）
【０００４】一方吸収塔２を通過し、ＳＯ2 が除去され
た処理ガスは、排気ダクト２Ｂを介して処理済みガスと
して大気中に放出される。以上の説明から、吸収液１６
のＳＯ2 吸収能力が脱硫プラントの性能に多大な影響を
及ぼしていることがわかる。吸収液１６の吸収能力は、
吸収液１６の循環流量の絶対量と吸収液１６中のＣａＣ
Ｏ3 濃度又はｐＨによる。このため、図４に示すような
従来の湿式脱硫プラントにおいては、吸収液１６のＣａ
ＣＯ3 濃度制御又はｐＨ制御を行い、所定のＣａＣＯ3
濃度又はｐＨとなるように、ＣａＣＯ3 濃度又はｐＨの
検出器１０からの検出値により吸収剤供給配管１３に設
置された流量調節弁１２の開度を調節している。
た処理ガスは、排気ダクト２Ｂを介して処理済みガスと
して大気中に放出される。以上の説明から、吸収液１６
のＳＯ2 吸収能力が脱硫プラントの性能に多大な影響を
及ぼしていることがわかる。吸収液１６の吸収能力は、
吸収液１６の循環流量の絶対量と吸収液１６中のＣａＣ
Ｏ3 濃度又はｐＨによる。このため、図４に示すような
従来の湿式脱硫プラントにおいては、吸収液１６のＣａ
ＣＯ3 濃度制御又はｐＨ制御を行い、所定のＣａＣＯ3
濃度又はｐＨとなるように、ＣａＣＯ3 濃度又はｐＨの
検出器１０からの検出値により吸収剤供給配管１３に設
置された流量調節弁１２の開度を調節している。
【０００５】一方、吸収液１６の循環流量は、次のよう
に出口ＳＯ2 濃度制御で操作されている。すなわち、前
記排気ダクト２Ｂには出口ＳＯ2 濃度計４が取付けられ
ており、この出口ＳＯ2 濃度計４からの出力信号１７は
出口ＳＯ2 濃度調節器１８に入力される。この出口ＳＯ
2 濃度調節器１８では、予め設定された出口ＳＯ2 濃度
設定値と出口ＳＯ2 濃度計４からの出力信号とを比較
し、ＰＩ又はＰＩＤ（Ｐ：比例、Ｉ：積分、Ｄ：微分）
のフィードバック制御を行う。この出口ＳＯ2 濃度調節
器１８の出力信号としての循環流量指令値９で、吸収液
循環路８の瞬間流量を、例えば循環ポンプ３の動翼開度
を調節することにより調節する。このようにして、処理
済みガスの出口ＳＯ2 濃度が所定値となるように制御し
ている。
に出口ＳＯ2 濃度制御で操作されている。すなわち、前
記排気ダクト２Ｂには出口ＳＯ2 濃度計４が取付けられ
ており、この出口ＳＯ2 濃度計４からの出力信号１７は
出口ＳＯ2 濃度調節器１８に入力される。この出口ＳＯ
2 濃度調節器１８では、予め設定された出口ＳＯ2 濃度
設定値と出口ＳＯ2 濃度計４からの出力信号とを比較
し、ＰＩ又はＰＩＤ（Ｐ：比例、Ｉ：積分、Ｄ：微分）
のフィードバック制御を行う。この出口ＳＯ2 濃度調節
器１８の出力信号としての循環流量指令値９で、吸収液
循環路８の瞬間流量を、例えば循環ポンプ３の動翼開度
を調節することにより調節する。このようにして、処理
済みガスの出口ＳＯ2 濃度が所定値となるように制御し
ている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】出口ＳＯ2 濃度制御に
おいて、従来では出口ＳＯ2 濃度計を通した出口ＳＯ2
濃度（検出値）を制御量に用いていた。ところが出口Ｓ
Ｏ2 濃度計はサンプリングラインによりむだ時間がある
ため出口ＳＯ2 濃度計の検出値には検出遅れがある。出
口ＳＯ2 濃度は応答が速いため、出口ＳＯ2 濃度計の遅
れは、ボイラ負荷が高速に変化するときに、出口ＳＯ2
濃度が一時的に許容限度以上となる原因になる。本発明
は上記技術水準に鑑み、このような高速の負荷変動に対
しても出口ＳＯ2 濃度が設定値に追従できるような出口
ＳＯ2 濃度制御装置及び制御方法を提供しようとするも
のである。
おいて、従来では出口ＳＯ2 濃度計を通した出口ＳＯ2
濃度（検出値）を制御量に用いていた。ところが出口Ｓ
Ｏ2 濃度計はサンプリングラインによりむだ時間がある
ため出口ＳＯ2 濃度計の検出値には検出遅れがある。出
口ＳＯ2 濃度は応答が速いため、出口ＳＯ2 濃度計の遅
れは、ボイラ負荷が高速に変化するときに、出口ＳＯ2
濃度が一時的に許容限度以上となる原因になる。本発明
は上記技術水準に鑑み、このような高速の負荷変動に対
しても出口ＳＯ2 濃度が設定値に追従できるような出口
ＳＯ2 濃度制御装置及び制御方法を提供しようとするも
のである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、（１）亜硫酸
ガス（ＳＯ2 ）を含有する処理ガスを吸収塔内に導入
し、吸収剤を含有し吸収塔内を循環する吸収液と接触さ
せて脱硫する湿式排煙脱硫プラントにおいて、ボイラ負
荷とボイラ負荷基準状態との差を計算する第１減算器
と、このボイラ負荷の変化分に対する出口ＳＯ2 濃度の
変化量を表す関数が組込まれボイラ負荷の変化に対する
出口ＳＯ2 濃度の変化分の予測値（第１予測値）を計算
する第１関数演算器と、吸収液循環流量と該循環流量の
基準状態との差を計算する第２減算器と、この循環流量
の変化分に対する出口ＳＯ2 濃度の変化量を表す関数が
組込まれ吸収液循環流量の変化に対する出口ＳＯ2 濃度
の変化分の予測値（第２予測値）を計算する第２関数演
算器と、前記第１予測値及び第２予測値を加え合わせて
出口ＳＯ2 濃度の変化分の予測値（第３予測値）を算出
する第１加算器と、さらにこの第３予測値に基準状態の
出口ＳＯ2 濃度を加えて出口ＳＯ2 濃度の予測値（第４
予測値）を計算する第２加算器と、この第４予測値を通
して出口ＳＯ2 濃度（検出値）に同期させた出口ＳＯ2
濃度予測値（第５予測値）とするための遅延器と、出口
ＳＯ2 濃度（検出値）と第５予測値との差を計算する第
３減算器と、この出口ＳＯ2 濃度（検出値）と第５予測
値との差を第４予測値に加算し第４予測値の誤差を補正
する第３加算器と、補正された出口ＳＯ2 濃度予測値
（第６予測値）を制御量として用いる吸収液循環量制御
装置とを備えてなることを特徴とする湿式排煙脱硫プラ
ントの予測制御装置、（２）ボイラ負荷の基準状態から
の変化分に対する出口ＳＯ2 濃度の変化量を表す関数を
組込んだ第１関数演算器及び吸収液循環流量の基準状態
からの変化分に対する出口ＳＯ2 濃度の変化量を表す関
数を組込んだ第２関数演算器の各々をボイラ負荷の大き
さにより複数に分割した各帯域ごとに設定した複数の関
数で構成し、それぞれの関数をボイラ負荷に応じて切り
換えるようにしたことを特徴とする前記（１）の湿式排
煙脱硫プラントの予測制御装置、及び（３）亜硫酸ガス
（ＳＯ2 ）を含有する処理ガスを吸収塔内に導入し、吸
収剤を含有し吸収塔内を循環する吸収液と接触させて脱
硫する湿式排煙脱硫方法において、ボイラ負荷とボイラ
負荷基準状態との差を計算し、このボイラ負荷の変化分
に対する出口ＳＯ2 濃度の変化量を表す関数によりボイ
ラ負荷の変化に対する出口ＳＯ2 濃度の変化分の予測値
（第１予測値）を計算し、また吸収液循環流量と該循環
流量の基準状態との差を計算し、この循環流量の変化分
に対する出口ＳＯ 2 濃度の変化量を表す関数により吸収
液循環流量の変化に対する出口ＳＯ2 濃度の変化分の予
測値（第２予測値）を計算し、この二つの計算値を加え
合わせて出口ＳＯ2 濃度の変化分の予測値（第３予測
値）を求め、さらにこの値に基準状態の出口ＳＯ2 濃度
を加えて出口ＳＯ2 濃度の予測値（第４予測値）を計算
し、出口ＳＯ2 濃度（検出値）と上記出口ＳＯ2 濃度予
測値（第４予測値）を前記出口ＳＯ2 濃度（検出値）の
遅れ分に合わせて同期させた出口ＳＯ2 濃度予測値（第
５予測値）との差を計算し、この値と上記出口ＳＯ2 濃
度予測値（第４予測値）とを加算することで上記出口Ｓ
Ｏ2 濃度予測値（第４予測値）の誤差を補正し、この補
正した出口ＳＯ2 濃度予測値（第６予測値）を吸収液循
環量の制御量として用いることを特徴とする湿式排煙脱
硫プラントの予測制御方法、である。
ガス（ＳＯ2 ）を含有する処理ガスを吸収塔内に導入
し、吸収剤を含有し吸収塔内を循環する吸収液と接触さ
せて脱硫する湿式排煙脱硫プラントにおいて、ボイラ負
荷とボイラ負荷基準状態との差を計算する第１減算器
と、このボイラ負荷の変化分に対する出口ＳＯ2 濃度の
変化量を表す関数が組込まれボイラ負荷の変化に対する
出口ＳＯ2 濃度の変化分の予測値（第１予測値）を計算
する第１関数演算器と、吸収液循環流量と該循環流量の
基準状態との差を計算する第２減算器と、この循環流量
の変化分に対する出口ＳＯ2 濃度の変化量を表す関数が
組込まれ吸収液循環流量の変化に対する出口ＳＯ2 濃度
の変化分の予測値（第２予測値）を計算する第２関数演
算器と、前記第１予測値及び第２予測値を加え合わせて
出口ＳＯ2 濃度の変化分の予測値（第３予測値）を算出
する第１加算器と、さらにこの第３予測値に基準状態の
出口ＳＯ2 濃度を加えて出口ＳＯ2 濃度の予測値（第４
予測値）を計算する第２加算器と、この第４予測値を通
して出口ＳＯ2 濃度（検出値）に同期させた出口ＳＯ2
濃度予測値（第５予測値）とするための遅延器と、出口
ＳＯ2 濃度（検出値）と第５予測値との差を計算する第
３減算器と、この出口ＳＯ2 濃度（検出値）と第５予測
値との差を第４予測値に加算し第４予測値の誤差を補正
する第３加算器と、補正された出口ＳＯ2 濃度予測値
（第６予測値）を制御量として用いる吸収液循環量制御
装置とを備えてなることを特徴とする湿式排煙脱硫プラ
ントの予測制御装置、（２）ボイラ負荷の基準状態から
の変化分に対する出口ＳＯ2 濃度の変化量を表す関数を
組込んだ第１関数演算器及び吸収液循環流量の基準状態
からの変化分に対する出口ＳＯ2 濃度の変化量を表す関
数を組込んだ第２関数演算器の各々をボイラ負荷の大き
さにより複数に分割した各帯域ごとに設定した複数の関
数で構成し、それぞれの関数をボイラ負荷に応じて切り
換えるようにしたことを特徴とする前記（１）の湿式排
煙脱硫プラントの予測制御装置、及び（３）亜硫酸ガス
（ＳＯ2 ）を含有する処理ガスを吸収塔内に導入し、吸
収剤を含有し吸収塔内を循環する吸収液と接触させて脱
硫する湿式排煙脱硫方法において、ボイラ負荷とボイラ
負荷基準状態との差を計算し、このボイラ負荷の変化分
に対する出口ＳＯ2 濃度の変化量を表す関数によりボイ
ラ負荷の変化に対する出口ＳＯ2 濃度の変化分の予測値
（第１予測値）を計算し、また吸収液循環流量と該循環
流量の基準状態との差を計算し、この循環流量の変化分
に対する出口ＳＯ 2 濃度の変化量を表す関数により吸収
液循環流量の変化に対する出口ＳＯ2 濃度の変化分の予
測値（第２予測値）を計算し、この二つの計算値を加え
合わせて出口ＳＯ2 濃度の変化分の予測値（第３予測
値）を求め、さらにこの値に基準状態の出口ＳＯ2 濃度
を加えて出口ＳＯ2 濃度の予測値（第４予測値）を計算
し、出口ＳＯ2 濃度（検出値）と上記出口ＳＯ2 濃度予
測値（第４予測値）を前記出口ＳＯ2 濃度（検出値）の
遅れ分に合わせて同期させた出口ＳＯ2 濃度予測値（第
５予測値）との差を計算し、この値と上記出口ＳＯ2 濃
度予測値（第４予測値）とを加算することで上記出口Ｓ
Ｏ2 濃度予測値（第４予測値）の誤差を補正し、この補
正した出口ＳＯ2 濃度予測値（第６予測値）を吸収液循
環量の制御量として用いることを特徴とする湿式排煙脱
硫プラントの予測制御方法、である。
【０００８】本発明においては、従来の出口ＳＯ2 濃度
計により得られる、遅れを含んだ出口ＳＯ2 濃度（検出
値）の代わりに、排脱動特性を表す関数演算器を用いて
出口ＳＯ2 濃度予測値を計算し、この計算値を制御量と
して用いる構成とした。
計により得られる、遅れを含んだ出口ＳＯ2 濃度（検出
値）の代わりに、排脱動特性を表す関数演算器を用いて
出口ＳＯ2 濃度予測値を計算し、この計算値を制御量と
して用いる構成とした。
【０００９】前記関数演算器による予測値には誤差が含
まれるため、誤差補正を行わなければならない。ここ
で、現時刻に検出した出口ＳＯ2 濃度計の検出値である
出口ＳＯ2 濃度（検出値）は、検出遅れ分過去の出口Ｓ
Ｏ2 濃度である。そのため、この検出値が予測値とどれ
だけ誤差があるかは出口ＳＯ2 濃度計の検出遅れ分だけ
過去に予測した出口ＳＯ2 濃度予測値との差で評価する
ことにし、この値を予測値の誤差として加算することで
誤差の補正を行うようにした。
まれるため、誤差補正を行わなければならない。ここ
で、現時刻に検出した出口ＳＯ2 濃度計の検出値である
出口ＳＯ2 濃度（検出値）は、検出遅れ分過去の出口Ｓ
Ｏ2 濃度である。そのため、この検出値が予測値とどれ
だけ誤差があるかは出口ＳＯ2 濃度計の検出遅れ分だけ
過去に予測した出口ＳＯ2 濃度予測値との差で評価する
ことにし、この値を予測値の誤差として加算することで
誤差の補正を行うようにした。
【００１０】また、排煙脱硫プロセスがボイラ負荷に対
して非線形性が強い（排煙脱硫プロセスは負荷状態によ
り特性が異なる）ことに対する対策として、前記関数演
算器を負荷の大きさにより区分した複数の負荷帯域、例
えば高負荷帯、中負荷帯及び低負荷帯の三つの負荷帯で
構築し、各負荷帯から１点ずつ関数を設定し、その間の
負荷に対応する関数は、一次補間により連続的に切り換
えることにより制御に使用する構成とした。
して非線形性が強い（排煙脱硫プロセスは負荷状態によ
り特性が異なる）ことに対する対策として、前記関数演
算器を負荷の大きさにより区分した複数の負荷帯域、例
えば高負荷帯、中負荷帯及び低負荷帯の三つの負荷帯で
構築し、各負荷帯から１点ずつ関数を設定し、その間の
負荷に対応する関数は、一次補間により連続的に切り換
えることにより制御に使用する構成とした。
【００１１】
【作用】湿式排煙脱硫プラントの予測制御に用いる出口
ＳＯ2 濃度として、従来の出口ＳＯ2 濃度計により検出
遅れ分、時間を経て得られる出口ＳＯ2 濃度（検出値）
の代わりに、出口ＳＯ2 濃度予測値を用いることで検出
遅れによる情報のロスがなくなり、これによりＰＩＤ調
節器における比例ゲインの値を従来よりも大きくするこ
とができ、良好な出口ＳＯ2 濃度の制御が可能となっ
た。排煙脱硫では、ボイラ負荷によってプラントの動特
性が変わってくる。すなわち、ボイラ負荷が高くなるに
つれて、出口ＳＯ2 濃度の吸収液循環量に対する感度が
大きくなる。そこで、前記関数発生器の関数を負荷帯
（例えば高負荷帯、中負荷帯及び低負荷帯の３点）に応
じて連続的に切り換えるようにすることにより、負荷帯
が変わっても、予測に用いる関数発生器の関数の精度を
保つことが可能となった。
ＳＯ2 濃度として、従来の出口ＳＯ2 濃度計により検出
遅れ分、時間を経て得られる出口ＳＯ2 濃度（検出値）
の代わりに、出口ＳＯ2 濃度予測値を用いることで検出
遅れによる情報のロスがなくなり、これによりＰＩＤ調
節器における比例ゲインの値を従来よりも大きくするこ
とができ、良好な出口ＳＯ2 濃度の制御が可能となっ
た。排煙脱硫では、ボイラ負荷によってプラントの動特
性が変わってくる。すなわち、ボイラ負荷が高くなるに
つれて、出口ＳＯ2 濃度の吸収液循環量に対する感度が
大きくなる。そこで、前記関数発生器の関数を負荷帯
（例えば高負荷帯、中負荷帯及び低負荷帯の３点）に応
じて連続的に切り換えるようにすることにより、負荷帯
が変わっても、予測に用いる関数発生器の関数の精度を
保つことが可能となった。
【００１２】
【実施例】以下、図面を用いて本発明をさらに具体的に
説明する。図１は本発明に係る湿式排煙脱硫制御装置を
備えた湿式排煙脱硫プラントの一実施例についてその概
略構成を示す系統図である。図１のプラントにおいて吸
収塔２には処理ガス導入ダクト２Ａを介してＳＯ2 を含
有する処理ガス１が上方から導入される。この吸収塔２
の下方に設けられた吸収液槽１４内には吸収液１６が収
容されており、この吸収液１６は循環ポンプ３及び循環
路８により吸収塔２内を循環している。前記処理ガス１
は吸収塔２内で吸収液１６と接触し、処理ガス１に含ま
れるＳＯ2 が除去される。すなわち、処理ガス１中のＳ
Ｏ2 が前記式（１）で示す反応によりＨ2 ＳＯ3 を生成
して流下する。このＨ2 ＳＯ3 の一部は処理ガス中の酸
素（Ｏ 2 ）により酸化され、前記式（２）で示すように
Ｈ2 ＳＯ4 となる。また、吸収塔２内で酸化されなかっ
たＨ2 ＳＯ3 は吸収液槽１４内で配管１５から供給され
る空気と接触し式（２）の反応で全量Ｈ2 ＳＯ4 とな
る。さらに、吸収液槽１４内の吸収液１６に吸収剤供給
配管１３を介して吸収剤（炭酸カルシウム：ＣａＣ
Ｏ3 ）を供給し、前記式（３）に示すように吸収液１６
を中和してＳＯ2 を容易に吸収し、生成したＣａＳＯ4
を含む吸収液１６の一部は移送管１１を介して図示しな
い別の工程に移送し、処理される。一方吸収塔２を通過
し、ＳＯ2 が除去された処理ガスは、排気ダクト２Ｂを
介して処理済みガスとして大気中に放出される。
説明する。図１は本発明に係る湿式排煙脱硫制御装置を
備えた湿式排煙脱硫プラントの一実施例についてその概
略構成を示す系統図である。図１のプラントにおいて吸
収塔２には処理ガス導入ダクト２Ａを介してＳＯ2 を含
有する処理ガス１が上方から導入される。この吸収塔２
の下方に設けられた吸収液槽１４内には吸収液１６が収
容されており、この吸収液１６は循環ポンプ３及び循環
路８により吸収塔２内を循環している。前記処理ガス１
は吸収塔２内で吸収液１６と接触し、処理ガス１に含ま
れるＳＯ2 が除去される。すなわち、処理ガス１中のＳ
Ｏ2 が前記式（１）で示す反応によりＨ2 ＳＯ3 を生成
して流下する。このＨ2 ＳＯ3 の一部は処理ガス中の酸
素（Ｏ 2 ）により酸化され、前記式（２）で示すように
Ｈ2 ＳＯ4 となる。また、吸収塔２内で酸化されなかっ
たＨ2 ＳＯ3 は吸収液槽１４内で配管１５から供給され
る空気と接触し式（２）の反応で全量Ｈ2 ＳＯ4 とな
る。さらに、吸収液槽１４内の吸収液１６に吸収剤供給
配管１３を介して吸収剤（炭酸カルシウム：ＣａＣ
Ｏ3 ）を供給し、前記式（３）に示すように吸収液１６
を中和してＳＯ2 を容易に吸収し、生成したＣａＳＯ4
を含む吸収液１６の一部は移送管１１を介して図示しな
い別の工程に移送し、処理される。一方吸収塔２を通過
し、ＳＯ2 が除去された処理ガスは、排気ダクト２Ｂを
介して処理済みガスとして大気中に放出される。
【００１３】この排煙脱硫プラントにおいて、吸収液１
６のＣａＣＯ3 濃度制御又はｐＨ制御を行い、所定のＣ
ａＣＯ3 濃度又はｐＨとなるように、ＣａＣＯ3 濃度又
はｐＨ検出器１０からの検出値により吸収剤供給配管１
３に設置された流量調節弁１２の開度を調節している。
一方、吸収液１６の循環流量は、以下のように出口ＳＯ
2 濃度制御で操作されている。すなわち、前記排気ダク
ト２Ｂにには出口ＳＯ 2 濃度計４が取付けられており、
この出口ＳＯ2 濃度計４からの出力信号１７は、循環流
量指令値９とともに、本発明に係る出口ＳＯ2 濃度予測
制御装置７の出口ＳＯ2 濃度予測機構５に入力される。
この出口ＳＯ2 濃度予測機構５により計算された出口Ｓ
Ｏ2 濃度予測値１９はＰＩＤ調節器１８に入力される。
このＰＩＤ調節器１８では、予め設定された出口ＳＯ2
濃度設定値と出口ＳＯ2 濃度予測値とを比較し、フィー
ドバック制御を行う。このＰＩＤ調節器１８の循環流量
指令値９で、吸収液循環路８の循環流量を、例えば循環
ポンプ３の動翼開度を調節することにより調節する。こ
のようにして、処理済みガスの出口ＳＯ2 濃度が所定値
となるように制御している。
６のＣａＣＯ3 濃度制御又はｐＨ制御を行い、所定のＣ
ａＣＯ3 濃度又はｐＨとなるように、ＣａＣＯ3 濃度又
はｐＨ検出器１０からの検出値により吸収剤供給配管１
３に設置された流量調節弁１２の開度を調節している。
一方、吸収液１６の循環流量は、以下のように出口ＳＯ
2 濃度制御で操作されている。すなわち、前記排気ダク
ト２Ｂにには出口ＳＯ 2 濃度計４が取付けられており、
この出口ＳＯ2 濃度計４からの出力信号１７は、循環流
量指令値９とともに、本発明に係る出口ＳＯ2 濃度予測
制御装置７の出口ＳＯ2 濃度予測機構５に入力される。
この出口ＳＯ2 濃度予測機構５により計算された出口Ｓ
Ｏ2 濃度予測値１９はＰＩＤ調節器１８に入力される。
このＰＩＤ調節器１８では、予め設定された出口ＳＯ2
濃度設定値と出口ＳＯ2 濃度予測値とを比較し、フィー
ドバック制御を行う。このＰＩＤ調節器１８の循環流量
指令値９で、吸収液循環路８の循環流量を、例えば循環
ポンプ３の動翼開度を調節することにより調節する。こ
のようにして、処理済みガスの出口ＳＯ2 濃度が所定値
となるように制御している。
【００１４】図２は本発明に係る出口ＳＯ2 濃度予測制
御装置（図１における７）の機能ブロック図を示したも
のである。先ず、オフラインで出口ＳＯ2 濃度の予測値
を求めるための関数演算器（例えばむだ時間一次遅れ近
似モデル）を、異なる負荷帯で、例えば３点構築してお
く（むだ時間一次遅れ近似モデルでは、各負荷帯でのゲ
イン、時定数を求める）。そして、これらを一次補間に
より、あらゆるボイラ負荷に対しても関数が対応できる
ようにしておく。図３はボイラ負荷に対応した関数演算
器の関数を設定するパラメータの例（むだ時間一次遅れ
近似モデル）を示すグラフである。このようなパラメー
タを使用し、例えば、図３（ａ）により、ボイラ負荷が
与えられたときに、そのボイラ負荷に相当する第１関数
演算器のパラメータ（ゲイン、時定数）を決定し、図３
（ｂ）によりそのボイラ負荷に相当する第２関数演算器
のパラメータ（ゲイン、時定数）を決定する。
御装置（図１における７）の機能ブロック図を示したも
のである。先ず、オフラインで出口ＳＯ2 濃度の予測値
を求めるための関数演算器（例えばむだ時間一次遅れ近
似モデル）を、異なる負荷帯で、例えば３点構築してお
く（むだ時間一次遅れ近似モデルでは、各負荷帯でのゲ
イン、時定数を求める）。そして、これらを一次補間に
より、あらゆるボイラ負荷に対しても関数が対応できる
ようにしておく。図３はボイラ負荷に対応した関数演算
器の関数を設定するパラメータの例（むだ時間一次遅れ
近似モデル）を示すグラフである。このようなパラメー
タを使用し、例えば、図３（ａ）により、ボイラ負荷が
与えられたときに、そのボイラ負荷に相当する第１関数
演算器のパラメータ（ゲイン、時定数）を決定し、図３
（ｂ）によりそのボイラ負荷に相当する第２関数演算器
のパラメータ（ゲイン、時定数）を決定する。
【００１５】ボイラ負荷６の基準状態３０からの変化分
に対する出口ＳＯ2 濃度の変化量を表す関数を組み込ん
だ第１関数演算器３２により第１減算器３１により計算
したボイラ負荷の変化４２に対する出口ＳＯ2 濃度の変
化分の予測値（第１予測値）４３を計算し、また、循環
流量９の基準状態３４からの変化分に対する出口ＳＯ 2
濃度の変化量を表す関数を組み込んだ第２関数演算器３
６により第２減算器３５で計算した循環流量の変化４４
に対する出口ＳＯ2 濃度の変化分の予測値（第２予測
値）４５を計算する。そしてこの二つの計算値４３、４
５を第１加算器３３で加え合わせて出口ＳＯ2 濃度の変
化分の予測値（第３予測値）４６を求める。さらにこの
値に第２加算器３８で基準状態の出口ＳＯ2 濃度３７を
加えて出口ＳＯ2 濃度の予測値（第４予測値）４７を計
算する。
に対する出口ＳＯ2 濃度の変化量を表す関数を組み込ん
だ第１関数演算器３２により第１減算器３１により計算
したボイラ負荷の変化４２に対する出口ＳＯ2 濃度の変
化分の予測値（第１予測値）４３を計算し、また、循環
流量９の基準状態３４からの変化分に対する出口ＳＯ 2
濃度の変化量を表す関数を組み込んだ第２関数演算器３
６により第２減算器３５で計算した循環流量の変化４４
に対する出口ＳＯ2 濃度の変化分の予測値（第２予測
値）４５を計算する。そしてこの二つの計算値４３、４
５を第１加算器３３で加え合わせて出口ＳＯ2 濃度の変
化分の予測値（第３予測値）４６を求める。さらにこの
値に第２加算器３８で基準状態の出口ＳＯ2 濃度３７を
加えて出口ＳＯ2 濃度の予測値（第４予測値）４７を計
算する。
【００１６】この出口ＳＯ2 濃度予測値（第４予測値）
４７に対し、第３減算器４０で計算した出口ＳＯ2 濃度
（検出値）１７と、上記出口ＳＯ2 濃度予測値（第４予
測値）４７に遅延器３９を通すことにより同期をとっ
た、すなわち、出口ＳＯ2 濃度計の検出遅れによる出口
ＳＯ2 濃度（検出値）１７と出口ＳＯ2 濃度予測値（第
４予測値）４７との時間のずれを補正した出口ＳＯ2 濃
度予測値（第５予測値）４８との差４９を第３加算器４
１で加算することで上記予測値の誤差を補正する。この
補正した出口ＳＯ2 濃度予測値（第６予測値）１９を吸
収液循環量を制御するための制御量として用いる。すな
わち、この出口ＳＯ2 濃度予測値（第６予測値）１９と
出口ＳＯ2 濃度設定値２０とをＰＩＤ調節器１８に入力
することにより、出口ＳＯ2 濃度が設定値に追従するよ
うな循環流量９が計算、設定される。ここでボイラ負荷
の基準状態３０としてボイラ負荷の１計算間隔分前の値
を、循環流量の基準状態３４として循環流量指令値の１
計算間隔分前の値を、そして出口ＳＯ2 濃度の基準状態
３７として出口ＳＯ2 濃度予測値４７の１計算間隔分前
の値をとることができる。
４７に対し、第３減算器４０で計算した出口ＳＯ2 濃度
（検出値）１７と、上記出口ＳＯ2 濃度予測値（第４予
測値）４７に遅延器３９を通すことにより同期をとっ
た、すなわち、出口ＳＯ2 濃度計の検出遅れによる出口
ＳＯ2 濃度（検出値）１７と出口ＳＯ2 濃度予測値（第
４予測値）４７との時間のずれを補正した出口ＳＯ2 濃
度予測値（第５予測値）４８との差４９を第３加算器４
１で加算することで上記予測値の誤差を補正する。この
補正した出口ＳＯ2 濃度予測値（第６予測値）１９を吸
収液循環量を制御するための制御量として用いる。すな
わち、この出口ＳＯ2 濃度予測値（第６予測値）１９と
出口ＳＯ2 濃度設定値２０とをＰＩＤ調節器１８に入力
することにより、出口ＳＯ2 濃度が設定値に追従するよ
うな循環流量９が計算、設定される。ここでボイラ負荷
の基準状態３０としてボイラ負荷の１計算間隔分前の値
を、循環流量の基準状態３４として循環流量指令値の１
計算間隔分前の値を、そして出口ＳＯ2 濃度の基準状態
３７として出口ＳＯ2 濃度予測値４７の１計算間隔分前
の値をとることができる。
【００１７】
【発明の効果】出口ＳＯ2 濃度予測値を制御量に用いる
ことで、検出遅れによる情報のロスがなくなり、これに
よりＰＩＤ調節器における比例ゲインの値を従来よりも
大きくすることができ、良好な出口ＳＯ2 濃度の制御が
可能となった。
ことで、検出遅れによる情報のロスがなくなり、これに
よりＰＩＤ調節器における比例ゲインの値を従来よりも
大きくすることができ、良好な出口ＳＯ2 濃度の制御が
可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る予測制御装置を備えた湿式排煙脱
硫プラントの一実施例を示す系統図。
硫プラントの一実施例を示す系統図。
【図２】本発明に係る出口ＳＯ2 濃度予測制御装置の機
能ブロック図。
能ブロック図。
【図３】本発明に係る関数演算器における負荷変動に対
する関数演算器パラメータの一例を示すグラフ。
する関数演算器パラメータの一例を示すグラフ。
【図４】従来の制御装置を備えた湿式排煙脱硫プラント
の一例を示す系統図。
の一例を示す系統図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−319941（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−267115（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−152519（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01D 53/34
Claims (3)
- 【請求項１】 亜硫酸ガス（ＳＯ2 ）を含有する処理ガ
スを吸収塔内に導入し、吸収剤を含有し吸収塔内を循環
する吸収液と接触させて脱硫する湿式排煙脱硫プラント
において、ボイラ負荷とボイラ負荷基準状態との差を計
算する第１減算器と、このボイラ負荷の変化分に対する
出口ＳＯ2 濃度の変化量を表す関数が組込まれボイラ負
荷の変化に対する出口ＳＯ2 濃度の変化分の予測値（第
１予測値）を計算する第１関数演算器と、吸収液循環流
量と該循環流量の基準状態との差を計算する第２減算器
と、この循環流量の変化分に対する出口ＳＯ2 濃度の変
化量を表す関数が組込まれ吸収液循環流量の変化に対す
る出口ＳＯ2 濃度の変化分の予測値（第２予測値）を計
算する第２関数演算器と、前記第１予測値及び第２予測
値を加え合わせて出口ＳＯ2 濃度の変化分の予測値（第
３予測値）を算出する第１加算器と、さらにこの第３予
測値に基準状態の出口ＳＯ2 濃度を加えて出口ＳＯ2 濃
度の予測値（第４予測値）を計算する第２加算器と、こ
の第４予測値を通して出口ＳＯ2 濃度（検出値）に同期
させた出口ＳＯ2 濃度予測値（第５予測値）とするため
の遅延器と、出口ＳＯ2 濃度（検出値）と第５予測値と
の差を計算する第３減算器と、この出口ＳＯ2 濃度（検
出値）と第５予測値との差を第４予測値に加算し第４予
測値の誤差を補正する第３加算器と、補正された出口Ｓ
Ｏ2 濃度予測値（第６予測値）を制御量として用いる吸
収液循環量制御装置とを備えてなることを特徴とする湿
式排煙脱硫プラントの予測制御装置。 - 【請求項２】 ボイラ負荷の基準状態からの変化分に対
する出口ＳＯ2 濃度の変化量を表す関数を組込んだ第１
関数演算器及び吸収液循環流量の基準状態からの変化分
に対する出口ＳＯ2 濃度の変化量を表す関数を組込んだ
第２関数演算器の各々をボイラ負荷の大きさにより複数
に分割した各帯域ごとに設定した複数の関数で構成し、
それぞれの関数をボイラ負荷に応じて切り換えるように
したことを特徴とする請求項１に記載の湿式排煙脱硫プ
ラントの予測制御装置。 - 【請求項３】 亜硫酸ガス（ＳＯ2 ）を含有する処理ガ
スを吸収塔内に導入し、吸収剤を含有し吸収塔内を循環
する吸収液と接触させて脱硫する湿式排煙脱硫方法にお
いて、ボイラ負荷とボイラ負荷基準状態との差を計算
し、このボイラ負荷の変化分に対する出口ＳＯ2 濃度の
変化量を表す関数によりボイラ負荷の変化に対する出口
ＳＯ2 濃度の変化分の予測値（第１予測値）を計算し、
また吸収液循環流量と該循環流量の基準状態との差を計
算し、この循環流量の変化分に対する出口ＳＯ2 濃度の
変化量を表す関数により吸収液循環流量の変化に対する
出口ＳＯ2 濃度の変化分の予測値（第２予測値）を計算
し、この二つの計算値を加え合わせて出口ＳＯ2 濃度の
変化分の予測値（第３予測値）を求め、さらにこの値に
基準状態の出口ＳＯ2 濃度を加えて出口ＳＯ2 濃度の予
測値（第４予測値）を計算し、出口ＳＯ2 濃度（検出
値）と上記出口ＳＯ2 濃度予測値（第４予測値）を前記
出口ＳＯ2 濃度（検出値）の遅れ分に合わせて同期させ
た出口ＳＯ2 濃度予測値（第５予測値）との差を計算
し、この値と上記出口ＳＯ2 濃度予測値（第４予測値）
とを加算することで上記出口ＳＯ2 濃度予測値（第４予
測値）の誤差を補正し、この補正した出口ＳＯ2 濃度予
測値（第６予測値）を吸収液循環量の制御量として用い
ることを特徴とする湿式排煙脱硫プラントの予測制御方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06952495A JP3272562B2 (ja) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | 湿式排煙脱硫プラントの予測制御装置及び制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06952495A JP3272562B2 (ja) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | 湿式排煙脱硫プラントの予測制御装置及び制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08257349A JPH08257349A (ja) | 1996-10-08 |
| JP3272562B2 true JP3272562B2 (ja) | 2002-04-08 |
Family
ID=13405207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06952495A Expired - Fee Related JP3272562B2 (ja) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | 湿式排煙脱硫プラントの予測制御装置及び制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3272562B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3546160B2 (ja) | 1999-12-10 | 2004-07-21 | 三菱重工業株式会社 | 水銀除去方法 |
| CN103623690B (zh) * | 2013-11-14 | 2015-12-09 | 大唐武安发电有限公司 | 一种火电站湿法烟气脱硫系统的控制方法 |
| JP6254012B2 (ja) | 2014-02-24 | 2017-12-27 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 排ガス処理システム及び排ガス処理方法 |
| CN108905573A (zh) * | 2018-06-14 | 2018-11-30 | 光大环保技术研究院（南京）有限公司 | 一种垃圾焚烧烟气湿法脱酸的装置 |
| CN109126408B (zh) * | 2018-08-23 | 2024-04-16 | 南京天创电子技术有限公司 | 一种湿法脱硫装置及智能控制方法 |
| CN113440990A (zh) * | 2021-06-07 | 2021-09-28 | 华北电力大学（保定） | 基于emd-lstm的出口so2浓度预测方法 |
| CN113521998B (zh) * | 2021-07-05 | 2023-06-06 | 国能龙源环保有限公司 | 一种灵敏且经济的湿法脱硫出口烟气SOx浓度控制方法 |
| JP2023175210A (ja) * | 2022-05-30 | 2023-12-12 | 三菱重工業株式会社 | 湿式排煙脱硫装置の制御装置、遠隔監視システム、及び、制御方法 |
-
1995
- 1995-03-28 JP JP06952495A patent/JP3272562B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH08257349A (ja) | 1996-10-08 |
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