JP3308149B2 - センサ校正器及びセンサ校正器を用いたプロセス制御装置 - Google Patents
センサ校正器及びセンサ校正器を用いたプロセス制御装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、計測値にむだ時間
が存在するセンサを校正するセンサ校正器と、このセン
サ校正器を用いてプロセスを制御するセンサ校正器を用
いたプロセス制御装置とに関する。
が存在するセンサを校正するセンサ校正器と、このセン
サ校正器を用いてプロセスを制御するセンサ校正器を用
いたプロセス制御装置とに関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、発電設備の排煙脱硝プロセスで
は、ボイラの排ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯx ）
にアンモニアガス（ＮＨ3 ガス）を注入し、数百度の雰
囲気で触媒を用いて、上記ＮＯx を窒素と水とに還元処
理するアンモニア接触還元法を実施して、大気中に排出
する排ガス中のＮＯx 濃度を排出規制値内に抑制してい
る。
は、ボイラの排ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯx ）
にアンモニアガス（ＮＨ3 ガス）を注入し、数百度の雰
囲気で触媒を用いて、上記ＮＯx を窒素と水とに還元処
理するアンモニア接触還元法を実施して、大気中に排出
する排ガス中のＮＯx 濃度を排出規制値内に抑制してい
る。
【０００３】排煙脱硝プロセス制御装置１は、図６に概
念的示すように、制御対象としての排煙脱硝プロセス２
内のＮＯx 濃度をガスクロマトグラフ等のガス分析計
（ＮＯx 分析計）３を用いて計測し、このＮＯx 分析計
３から出力された計測値（制御対象の出力としての排煙
脱硝プロセスからのＮＯx 濃度）ｙを、上記排出規制値
内の所定の設定値ｒと比較し、両者の偏差に応じて、フ
ィードバック制御器（例えばＰＩＤ制御器）４が、操作
量としてのＮＨ3 ガス注入量を制御する閉ループ制御系
を実施している。
念的示すように、制御対象としての排煙脱硝プロセス２
内のＮＯx 濃度をガスクロマトグラフ等のガス分析計
（ＮＯx 分析計）３を用いて計測し、このＮＯx 分析計
３から出力された計測値（制御対象の出力としての排煙
脱硝プロセスからのＮＯx 濃度）ｙを、上記排出規制値
内の所定の設定値ｒと比較し、両者の偏差に応じて、フ
ィードバック制御器（例えばＰＩＤ制御器）４が、操作
量としてのＮＨ3 ガス注入量を制御する閉ループ制御系
を実施している。
【０００４】ところが、上述の閉ループ制御系を実施す
る排煙脱硝プロセス制御装置１では、ＮＯx 分析計３の
計測値ｙに、排ガス収集に要する吸引時間と分析時間と
に依存した数分の計測遅れ等のむだ時間δが存在するの
で、排煙脱硝プロセス制御装置１の上記制御動作が常時
遅れ気味となり、制御結果が位相のずれに起因して振動
状態に陥り易い。例えば、設定値ｒを時刻ｔ＝ 0におい
てステップ変化させた場合、ＮＯx 分析計３の計測値ｙ
にむだ時間δがなく、ＮＯx 分析計３に固有の時定数ε
のみが存在する場合には、排煙脱硝プロセス２から排出
されるＮＯx 濃度（ｙ）は図７（Ａ）にシュミレーショ
ン結果として示すように良好に定値制御される。しか
し、ＮＯx 分析計３の計測値ｙに無視できないむだ時間
δが存在する場合には、図７（Ｂ）にシュミレーション
結果として示すように、制御結果が振動状態となってし
まう。このように、制御結果が振動状態であると、不測
の外乱の印加によって、排煙脱硝プロセス制御装置１の
制御結果が発散現象を呈し、制御性能が著しく劣化して
しまう。
る排煙脱硝プロセス制御装置１では、ＮＯx 分析計３の
計測値ｙに、排ガス収集に要する吸引時間と分析時間と
に依存した数分の計測遅れ等のむだ時間δが存在するの
で、排煙脱硝プロセス制御装置１の上記制御動作が常時
遅れ気味となり、制御結果が位相のずれに起因して振動
状態に陥り易い。例えば、設定値ｒを時刻ｔ＝ 0におい
てステップ変化させた場合、ＮＯx 分析計３の計測値ｙ
にむだ時間δがなく、ＮＯx 分析計３に固有の時定数ε
のみが存在する場合には、排煙脱硝プロセス２から排出
されるＮＯx 濃度（ｙ）は図７（Ａ）にシュミレーショ
ン結果として示すように良好に定値制御される。しか
し、ＮＯx 分析計３の計測値ｙに無視できないむだ時間
δが存在する場合には、図７（Ｂ）にシュミレーション
結果として示すように、制御結果が振動状態となってし
まう。このように、制御結果が振動状態であると、不測
の外乱の印加によって、排煙脱硝プロセス制御装置１の
制御結果が発散現象を呈し、制御性能が著しく劣化して
しまう。
【０００５】そこで、上述の事態を解消するために、図
８及び図９に示すように、発電設備の排煙脱硝プロセス
制御装置１０は、排煙脱硝プロセス１０Ａから排出され
るＮＯx 濃度を排出規制値内に制御するためにプログラ
ム制御を実施して、注入すべきＮＨ3 ガス注入量を操作
している。
８及び図９に示すように、発電設備の排煙脱硝プロセス
制御装置１０は、排煙脱硝プロセス１０Ａから排出され
るＮＯx 濃度を排出規制値内に制御するためにプログラ
ム制御を実施して、注入すべきＮＨ3 ガス注入量を操作
している。
【０００６】つまり、排煙脱硝プロセス制御装置１０の
第１演算器１１は、まず、排煙脱硝プロセス１０Ａにお
けるボイラ１４の制御装置（図示せず）からボイラの負
荷に対応する空気流量信号を取り込んで、ボイラ１４に
て排出される排ガス流量を算出する。次に、第１演算器
１１は、排煙脱硝プロセス１０Ａにおける脱硝反応器１
５の入口に設置された入口ＮＯx 分析計１６にて計測さ
れたＮＯx 量と上記算出された排ガス流量とから、脱硝
反応器１５入口の総ＮＯx 量を算出する。
第１演算器１１は、まず、排煙脱硝プロセス１０Ａにお
けるボイラ１４の制御装置（図示せず）からボイラの負
荷に対応する空気流量信号を取り込んで、ボイラ１４に
て排出される排ガス流量を算出する。次に、第１演算器
１１は、排煙脱硝プロセス１０Ａにおける脱硝反応器１
５の入口に設置された入口ＮＯx 分析計１６にて計測さ
れたＮＯx 量と上記算出された排ガス流量とから、脱硝
反応器１５入口の総ＮＯx 量を算出する。
【０００７】一方、排煙脱硝プロセス１０Ａの第２演算
器１２は、モル比一定制御と出口ＮＯx 一定制御とを切
換器１７を切り換えて実施する。モル比一定制御は、モ
ル比率設定器１８に格納された脱硝率とＮＨ3 ／ＮＯx
のモル比との関係式から、或いはボイラ負荷との関係式
から、排煙脱硝プロセス１０Ａの脱硝率が適正となるよ
うなＮＨ3 ／ＮＯx のモル比を決定するものである。ま
た、出口ＮＯx 一定制御は、脱硝反応器１５の出口に設
置された出口ＮＯx 分析計１９にて計測されたＮＯx 量
を出口ＮＯx （ OＮＯx ）設定値と比較し、その偏差を
フィードバック制御器２０にて制御して、ＮＨ3 ／ＮＯ
x のモル比を算出するものである。
器１２は、モル比一定制御と出口ＮＯx 一定制御とを切
換器１７を切り換えて実施する。モル比一定制御は、モ
ル比率設定器１８に格納された脱硝率とＮＨ3 ／ＮＯx
のモル比との関係式から、或いはボイラ負荷との関係式
から、排煙脱硝プロセス１０Ａの脱硝率が適正となるよ
うなＮＨ3 ／ＮＯx のモル比を決定するものである。ま
た、出口ＮＯx 一定制御は、脱硝反応器１５の出口に設
置された出口ＮＯx 分析計１９にて計測されたＮＯx 量
を出口ＮＯx （ OＮＯx ）設定値と比較し、その偏差を
フィードバック制御器２０にて制御して、ＮＨ3 ／ＮＯ
x のモル比を算出するものである。
【０００８】第１演算器１１にて算出された総ＮＯx 量
と第２演算器１２にて定められたＮＨ3 ／ＮＯx モル比
とから、出口ＮＯx を規定値内に設定するために必要な
ＮＨ3 ガス注入量を求め、この値に更に、第３演算器１
３にて算出されたボイラ１４の負荷の変動に基づいて必
要とされるＮＨ3 ガス注入量に関する先行信号を加算し
て、ＮＨ3 ガス注入量設定信号を演算する。
と第２演算器１２にて定められたＮＨ3 ／ＮＯx モル比
とから、出口ＮＯx を規定値内に設定するために必要な
ＮＨ3 ガス注入量を求め、この値に更に、第３演算器１
３にて算出されたボイラ１４の負荷の変動に基づいて必
要とされるＮＨ3 ガス注入量に関する先行信号を加算し
て、ＮＨ3 ガス注入量設定信号を演算する。
【０００９】アンモニア流量制御器２１は、上記ＮＨ3
ガス注入量設定信号及びアンモニア流量計２２からのア
ンモニア流量測定信号に基づいて、アンモニア流量調整
弁２３を作動させ、排煙脱硝プロセス１０Ａ内へ設定値
どおりのＮＨ3 ガスを注入して、排煙脱硝プロセス１０
Ａから排出されるＮＯx 濃度を排出規制値内に抑制して
いる。
ガス注入量設定信号及びアンモニア流量計２２からのア
ンモニア流量測定信号に基づいて、アンモニア流量調整
弁２３を作動させ、排煙脱硝プロセス１０Ａ内へ設定値
どおりのＮＨ3 ガスを注入して、排煙脱硝プロセス１０
Ａから排出されるＮＯx 濃度を排出規制値内に抑制して
いる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】図８及び図９に示す排
煙脱硝プロセス制御装置１０では、図６に示す排煙脱硝
プロセス制御装置１のＮＯx 分析計３と同様に、入口Ｎ
Ｏx 分析計１６及び出口ＮＯx 分析計１９のＮＯx 濃度
計測値にむだ時間が存在するので、上述の如くプログラ
ム制御を実施している。
煙脱硝プロセス制御装置１０では、図６に示す排煙脱硝
プロセス制御装置１のＮＯx 分析計３と同様に、入口Ｎ
Ｏx 分析計１６及び出口ＮＯx 分析計１９のＮＯx 濃度
計測値にむだ時間が存在するので、上述の如くプログラ
ム制御を実施している。
【００１１】ところが、このプログラム制御では、図４
（Ａ）に保つ、脱硝反応器１５の出口ＮＯx 濃度を排出
規制値内の所定の設定値ｒに制御することが難しい。そ
のため、脱硝反応器１５の出口ＮＯx 濃度ａを設定値ｒ
以下の制御するには、排煙脱硝プロセス１０ＡへのＮＨ
3 ガス注入量を過剰に投入せざるを得ず、定値制御性能
も十分ではなく、また運用コストの面で不利である。
尚、図４（Ａ）で符号ｂはボイラ負荷を示す。
（Ａ）に保つ、脱硝反応器１５の出口ＮＯx 濃度を排出
規制値内の所定の設定値ｒに制御することが難しい。そ
のため、脱硝反応器１５の出口ＮＯx 濃度ａを設定値ｒ
以下の制御するには、排煙脱硝プロセス１０ＡへのＮＨ
3 ガス注入量を過剰に投入せざるを得ず、定値制御性能
も十分ではなく、また運用コストの面で不利である。
尚、図４（Ａ）で符号ｂはボイラ負荷を示す。
【００１２】上述の事情を考慮して、請求項１に記載の
発明は、プロセスの被制御量を計測するセンサの計測値
にむだ時間が存在しても、プロセスの制御を安価で且つ
計測容易な既存の閉ループ制御系を用いて実施できるセ
ンサ校正器を提供することにある。また、請求項２に記
載の発明は、プロセスの運転に追従して被制御量を任意
の設定値に維持する定値制御性能を改善できるととも
に、運用コスト面で有利なセンサ校正器を用いたプロセ
ス制御装置を提供することにある。
発明は、プロセスの被制御量を計測するセンサの計測値
にむだ時間が存在しても、プロセスの制御を安価で且つ
計測容易な既存の閉ループ制御系を用いて実施できるセ
ンサ校正器を提供することにある。また、請求項２に記
載の発明は、プロセスの運転に追従して被制御量を任意
の設定値に維持する定値制御性能を改善できるととも
に、運用コスト面で有利なセンサ校正器を用いたプロセ
ス制御装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、プロセスに取り込まれる計測可能な入力量を入力し
て上記プロセス内の被制御量を制御するプロセス制御装
置において、上記プロセス内の上記被制御量を計測し、
この計測値にむだ時間が存在するセンサと、上記入力量
を入力して上記被制御量の計測値に関する推定値を出力
するパラメトリックモデルからの上記モデル出力値と上
記センサからの上記計測値とを比較し、両者の同定誤差
が最小となるようにシステム同定理論に基づきオンライ
ン同定して上記パラメトリックモデルの伝達関数の構成
パラメータを決定し、この構成パラメータが決定された
パラメトリックモデルの伝達関数に現在及び過去の上記
プロセスへの入力量及び被制御量を入力し、ｄ時点先予
測の手法によって、被制御量の計測値に関するむだ時間
のない推定値を出力するセンサ校正器と、上記センサ校
正器から出力された被制御量の計測値に関するむだ時間
のない推定値を入力し、この推定値を所定の設定値に一
致させるべく上記入力量をフィードバック制御するフィ
ードバック制御器と、を有するセンサ校正器を用いたプ
ロセス制御装置であり、上記プロセスは、発電設備のボ
イラから排出された窒素酸化物濃度を低減するための排
煙脱硝処理後の窒素酸化物濃度を被制御量とする排煙脱
硝プロセスであり、上記入力量は、上記ボイラの負荷、
上記ボイラへの燃料流量及び空気流量、並びに上記窒素
酸化物を還元するためのアンモニア注入量であり、上記
センサは、窒素酸化物を計測する分析計であり、上記セ
ンサ校正器は、現時点での上記プロセスへの入力量の入
力により上記センサによる窒素酸化物の計測値に関する
むだ時間のない推定値を出力し、上記フィードバック制
御器は、上記センサ校正器から出力された上記むだ時間
のない推定値を用いて、上記アンモニア注入量をフィー
ドバック制御することによって実際の排ガス中の窒素酸
化物濃度を定値に制御するようにしたものである。
は、プロセスに取り込まれる計測可能な入力量を入力し
て上記プロセス内の被制御量を制御するプロセス制御装
置において、上記プロセス内の上記被制御量を計測し、
この計測値にむだ時間が存在するセンサと、上記入力量
を入力して上記被制御量の計測値に関する推定値を出力
するパラメトリックモデルからの上記モデル出力値と上
記センサからの上記計測値とを比較し、両者の同定誤差
が最小となるようにシステム同定理論に基づきオンライ
ン同定して上記パラメトリックモデルの伝達関数の構成
パラメータを決定し、この構成パラメータが決定された
パラメトリックモデルの伝達関数に現在及び過去の上記
プロセスへの入力量及び被制御量を入力し、ｄ時点先予
測の手法によって、被制御量の計測値に関するむだ時間
のない推定値を出力するセンサ校正器と、上記センサ校
正器から出力された被制御量の計測値に関するむだ時間
のない推定値を入力し、この推定値を所定の設定値に一
致させるべく上記入力量をフィードバック制御するフィ
ードバック制御器と、を有するセンサ校正器を用いたプ
ロセス制御装置であり、上記プロセスは、発電設備のボ
イラから排出された窒素酸化物濃度を低減するための排
煙脱硝処理後の窒素酸化物濃度を被制御量とする排煙脱
硝プロセスであり、上記入力量は、上記ボイラの負荷、
上記ボイラへの燃料流量及び空気流量、並びに上記窒素
酸化物を還元するためのアンモニア注入量であり、上記
センサは、窒素酸化物を計測する分析計であり、上記セ
ンサ校正器は、現時点での上記プロセスへの入力量の入
力により上記センサによる窒素酸化物の計測値に関する
むだ時間のない推定値を出力し、上記フィードバック制
御器は、上記センサ校正器から出力された上記むだ時間
のない推定値を用いて、上記アンモニア注入量をフィー
ドバック制御することによって実際の排ガス中の窒素酸
化物濃度を定値に制御するようにしたものである。
【００１４】請求項２に記載の発明は、請求項１の発明
において、上記排煙脱硝プロセスの動特性が負荷変動に
依存する非線形性を呈する場合には、パラメトリックモ
デルの伝達関数の構成パラメータを負荷に関する関数と
し、オンライン同定によって上記構成パラメータを求め
るようにしたものである。
において、上記排煙脱硝プロセスの動特性が負荷変動に
依存する非線形性を呈する場合には、パラメトリックモ
デルの伝達関数の構成パラメータを負荷に関する関数と
し、オンライン同定によって上記構成パラメータを求め
るようにしたものである。
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】請求項１に記載の発明には、次の作用があ
る。プロセスの被制御量を計測するセンサの計測値にむ
だ時間が存在しても、フィードバック制御器は、このセ
ンサの計測値を用いず、センサ校正器にて出力されるむ
だ時間のない被制御量の計測値に関する推定値を用いる
ので、プロセスの運転に追従して、被制御量を規制値内
の所定の設定値に維持する定値制御特性を改善すること
ができる。
る。プロセスの被制御量を計測するセンサの計測値にむ
だ時間が存在しても、フィードバック制御器は、このセ
ンサの計測値を用いず、センサ校正器にて出力されるむ
だ時間のない被制御量の計測値に関する推定値を用いる
ので、プロセスの運転に追従して、被制御量を規制値内
の所定の設定値に維持する定値制御特性を改善すること
ができる。
【００１９】また、プロセスから排出される被制御量を
規定値内の設定値に良好に定値制御させるので、この被
制御量を規定値内に維持するために入力される入力量、
例えばアンモニア注入量を低減できる。このため、経済
性も良好にできる。
規定値内の設定値に良好に定値制御させるので、この被
制御量を規定値内に維持するために入力される入力量、
例えばアンモニア注入量を低減できる。このため、経済
性も良好にできる。
【００２０】請求項２に記載の発明には、次の作用があ
る。パラメトリックモデルの伝達関数の構成パラメータ
を、負荷変動に依存する脱硝プロセスの動特性に対応さ
せて負荷の関数としたことから、上記構成パラメータの
同定精度を向上させることができる。
る。パラメトリックモデルの伝達関数の構成パラメータ
を、負荷変動に依存する脱硝プロセスの動特性に対応さ
せて負荷の関数としたことから、上記構成パラメータの
同定精度を向上させることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明に係るセンサ校正
器を用いたプロセス制御装置の一つの実施の形態が適用
された発電設備の脱硝プロセス制御装置を示す系統概念
図である。図２は、図１の脱硝プロセス制御装置のブロ
ック図である。図３は、オンライン同定を説明するため
のブロック図である。図４は、図１の発電設備の脱硝プ
ロセス制御装置と、図８に示す従来の他の発電設備の脱
硝プロセス制御装置とによる出口ＮＯx 濃度の制御結果
を示すグラフである。図５は、脱硝率とＮＨ3 ／ＮＯx
モル比との関係を示すグラフである。
に基づいて説明する。図１は、本発明に係るセンサ校正
器を用いたプロセス制御装置の一つの実施の形態が適用
された発電設備の脱硝プロセス制御装置を示す系統概念
図である。図２は、図１の脱硝プロセス制御装置のブロ
ック図である。図３は、オンライン同定を説明するため
のブロック図である。図４は、図１の発電設備の脱硝プ
ロセス制御装置と、図８に示す従来の他の発電設備の脱
硝プロセス制御装置とによる出口ＮＯx 濃度の制御結果
を示すグラフである。図５は、脱硝率とＮＨ3 ／ＮＯx
モル比との関係を示すグラフである。
【００２２】図１に示す発電設備の排煙脱硝プロセス３
０は、触媒３１を収納した脱硝反応器３２と、この脱硝
反応器３２内の触媒３１上流側に設置されて、アンモニ
アガス（ＮＨ3 ガス）を注入するアンモニアガス注入ノ
ズル３３とを有して構成され、ボイラ３４から排出され
た排ガス中の窒素酸化物（ＮＯx ）濃度を、数百度の温
度雰囲気下で上記触媒３１を用いて、ＮＨ3 ガスにより
窒素（Ｎ2 ）と水（Ｈ2 Ｏ）とに還元（アンモニア接触
還元）するものである。
０は、触媒３１を収納した脱硝反応器３２と、この脱硝
反応器３２内の触媒３１上流側に設置されて、アンモニ
アガス（ＮＨ3 ガス）を注入するアンモニアガス注入ノ
ズル３３とを有して構成され、ボイラ３４から排出され
た排ガス中の窒素酸化物（ＮＯx ）濃度を、数百度の温
度雰囲気下で上記触媒３１を用いて、ＮＨ3 ガスにより
窒素（Ｎ2 ）と水（Ｈ2 Ｏ）とに還元（アンモニア接触
還元）するものである。
【００２３】アンモニアガス注入ノズル３３へは、アン
モニア流量調整弁３８により注入量が調整されたＮＨ3
ガスが強制送風空気とともに供給される。上記アンモニ
ア流量調整弁３８の弁開度は、後述の排煙脱硝プロセス
制御装置３５から出力されたアンモニア流量設定信号に
より制御されるアンモニア流量制御器３９によって操作
される。また、アンモニアガス注入ノズル３３からのＮ
Ｈ3 注入量は、アンモニア流量計４０により計測され
る。
モニア流量調整弁３８により注入量が調整されたＮＨ3
ガスが強制送風空気とともに供給される。上記アンモニ
ア流量調整弁３８の弁開度は、後述の排煙脱硝プロセス
制御装置３５から出力されたアンモニア流量設定信号に
より制御されるアンモニア流量制御器３９によって操作
される。また、アンモニアガス注入ノズル３３からのＮ
Ｈ3 注入量は、アンモニア流量計４０により計測され
る。
【００２４】排煙脱硝プロセス制御装置３５は、ボイラ
３４の制御装置（不図示）からの燃料流量、空気流量
等、入口ＮＯx 分析計３６からの入口ＮＯx （ iＮＯx
）濃度計測値、出口ＮＯx 分析計３７からの出口ＮＯx
（ oＮＯx ）濃度計測値及びアンモニア流量計で計測
したＮＨ3 注入量を入力量とし、アンモニアガス注入ノ
ズル３３から脱硝反応器３２入口へ注入する上記ＮＨ3
注入量を調節して、被制御量として上記出口ＮＯx 濃度
を排出規制値以下の所定の設定値（図４（Ｂ）のｒ）に
定値制御させるものである。
３４の制御装置（不図示）からの燃料流量、空気流量
等、入口ＮＯx 分析計３６からの入口ＮＯx （ iＮＯx
）濃度計測値、出口ＮＯx 分析計３７からの出口ＮＯx
（ oＮＯx ）濃度計測値及びアンモニア流量計で計測
したＮＨ3 注入量を入力量とし、アンモニアガス注入ノ
ズル３３から脱硝反応器３２入口へ注入する上記ＮＨ3
注入量を調節して、被制御量として上記出口ＮＯx 濃度
を排出規制値以下の所定の設定値（図４（Ｂ）のｒ）に
定値制御させるものである。
【００２５】この排煙脱硝プロセス制御装置３５は、上
記入口ＮＯx 分析計３６、出口ＮＯx 分析計３７、第１
演算器４１、第２演算器４２、第３演算器４３及びセン
サ校正器４４を有して構成され、第２演算器４２にフィ
ードバック制御器４５を有する。
記入口ＮＯx 分析計３６、出口ＮＯx 分析計３７、第１
演算器４１、第２演算器４２、第３演算器４３及びセン
サ校正器４４を有して構成され、第２演算器４２にフィ
ードバック制御器４５を有する。
【００２６】上記入口ＮＯx 分析計３６は、脱硝反応器
３２において、アンモニアガス注入ノズル３３の上流側
の入口に配置されたものであり、上記出口ＮＯx 分析計
３７は、脱硝反応器３２において触媒３１の下流側の出
口に配置されたものである。この入口ＮＯx 分析計３６
が計測する入口ＮＯx 濃度の計測値と出口ＮＯx 分析計
３７が計測する出口ＮＯx 濃度の計測値には、排ガス収
集に要する収集時間と分析時間とに依存する計測遅れな
どのむだ時間が存在する。
３２において、アンモニアガス注入ノズル３３の上流側
の入口に配置されたものであり、上記出口ＮＯx 分析計
３７は、脱硝反応器３２において触媒３１の下流側の出
口に配置されたものである。この入口ＮＯx 分析計３６
が計測する入口ＮＯx 濃度の計測値と出口ＮＯx 分析計
３７が計測する出口ＮＯx 濃度の計測値には、排ガス収
集に要する収集時間と分析時間とに依存する計測遅れな
どのむだ時間が存在する。
【００２７】上記センサ校正器４４は、入口ＮＯx 分析
計３６にて計測された入口ＮＯx 濃度や、出口ＮＯx 分
析計３７にて計測された出口ＮＯx 濃度に計測遅れなど
のむだ時間が存在することから、これらの入口ＮＯx 分
析計３６及び出口ＮＯx 分析計３７の計測値を校正する
ものである。つまり、センサ校正器４４は、入口ＮＯx
分析計３６にて計測された入口ＮＯx 濃度、出口ＮＯx
分析計３７にて計測された出口ＮＯx 濃度、燃料流量及
び空気流量、ならびにアンモニア流量制御器３９へ入力
されるアンモニア流量設定信号を入力して、入口ＮＯx
分析計３６、出口ＮＯx 分析計３７によりそれぞれ計測
される入口ＮＯx 濃度（ iＮＯx ）、出口ＮＯx 濃度
（ oＮＯx ）に関して、むだ時間のない入口ＮＯx 濃度
推定値（ＥiＮＯx ）及び出口ＮＯx 濃度推定値（Ｅ o
ＮＯx ）を時々刻々出力する。
計３６にて計測された入口ＮＯx 濃度や、出口ＮＯx 分
析計３７にて計測された出口ＮＯx 濃度に計測遅れなど
のむだ時間が存在することから、これらの入口ＮＯx 分
析計３６及び出口ＮＯx 分析計３７の計測値を校正する
ものである。つまり、センサ校正器４４は、入口ＮＯx
分析計３６にて計測された入口ＮＯx 濃度、出口ＮＯx
分析計３７にて計測された出口ＮＯx 濃度、燃料流量及
び空気流量、ならびにアンモニア流量制御器３９へ入力
されるアンモニア流量設定信号を入力して、入口ＮＯx
分析計３６、出口ＮＯx 分析計３７によりそれぞれ計測
される入口ＮＯx 濃度（ iＮＯx ）、出口ＮＯx 濃度
（ oＮＯx ）に関して、むだ時間のない入口ＮＯx 濃度
推定値（ＥiＮＯx ）及び出口ＮＯx 濃度推定値（Ｅ o
ＮＯx ）を時々刻々出力する。
【００２８】このセンサ校正器４４は、まず、オンライ
ン同定理論を用いてパラメトリックモデルの伝達関数Ｇ
m1’、Ｇm2’、Ｇm3’、Ｇm4’（図３）の構成パラメー
タを決定し、次に、構成パラメータが決定されたパラメ
トリックモデルの伝達関数Ｇm1’、Ｇm2’、Ｇm3’、Ｇ
m4’を用いてｄ時点先予測の手法により、むだ時間のな
い入口ＮＯx 濃度推定値（Ｅ iＮＯx ）及びむだ時間の
ない出口ＮＯx 濃度推定値（Ｅ oＮＯx ）を算出する。
ン同定理論を用いてパラメトリックモデルの伝達関数Ｇ
m1’、Ｇm2’、Ｇm3’、Ｇm4’（図３）の構成パラメー
タを決定し、次に、構成パラメータが決定されたパラメ
トリックモデルの伝達関数Ｇm1’、Ｇm2’、Ｇm3’、Ｇ
m4’を用いてｄ時点先予測の手法により、むだ時間のな
い入口ＮＯx 濃度推定値（Ｅ iＮＯx ）及びむだ時間の
ない出口ＮＯx 濃度推定値（Ｅ oＮＯx ）を算出する。
【００２９】ここで、パラトリックモデルの伝達関数Ｇ
m1’、Ｇm2’、Ｇm3’、Ｇm4’は、センサ校正器４４の
伝達関数Ｇm1、Ｇm2、Ｇm3、Ｇm4に、入口ＮＯx 分析計
３６及び出口ＮＯx 分析計３７の計測時のむだ時間を含
む排煙脱硝プロセス３０自体のむだ時間Ｚ-d1 、Ｚ-d2
を付加したものであり、次数及び構成パラメータはセン
サ校正器４４の伝達関数Ｇm1、Ｇm2、Ｇm3、Ｇm4と同一
である。したがって、パラメトリックモデルの伝達関数
Ｇm1’〜Ｇm4’の構成パラメータが決まれば、センサ校
正器４４の伝達関数Ｇm1〜Ｇm4は決定される。センサ校
正器４４の伝達関数Ｇm1、Ｇm2、Ｇm3、Ｇm4は、図２に
示す発電設備の排煙脱硝プロセス３０の伝達関数Ｇ1、
Ｇ2、Ｇ3、Ｇ4にそれぞれ対応するものである。
m1’、Ｇm2’、Ｇm3’、Ｇm4’は、センサ校正器４４の
伝達関数Ｇm1、Ｇm2、Ｇm3、Ｇm4に、入口ＮＯx 分析計
３６及び出口ＮＯx 分析計３７の計測時のむだ時間を含
む排煙脱硝プロセス３０自体のむだ時間Ｚ-d1 、Ｚ-d2
を付加したものであり、次数及び構成パラメータはセン
サ校正器４４の伝達関数Ｇm1、Ｇm2、Ｇm3、Ｇm4と同一
である。したがって、パラメトリックモデルの伝達関数
Ｇm1’〜Ｇm4’の構成パラメータが決まれば、センサ校
正器４４の伝達関数Ｇm1〜Ｇm4は決定される。センサ校
正器４４の伝達関数Ｇm1、Ｇm2、Ｇm3、Ｇm4は、図２に
示す発電設備の排煙脱硝プロセス３０の伝達関数Ｇ1、
Ｇ2、Ｇ3、Ｇ4にそれぞれ対応するものである。
【００３０】上記発電設備の排煙脱硝プロセス３０の伝
達関数Ｇ1 は、ボイラ３４へ入力される燃料流量から入
口ＮＯx 濃度（ iＮＯx ）への影響を表わす伝達関数で
あり、伝達関数Ｇ2 は、ボイラ３４へ入力される空気流
量から入口ＮＯx 濃度（ iＮＯx ）への影響を表わす伝
達関数であり、伝達関数Ｇ3 は、入力される入口ＮＯx
濃度（ iＮＯx ）から出口ＮＯx 濃度（ oＮＯx ）への
影響を表わす伝達関数であり、伝達関数Ｇ4 は、入力さ
れるアンモニア流量設定信号から出口ＮＯx 濃度（ oＮ
Ｏx ）に影響を表わす伝達関数であり、伝達関数Ｇ5
は、入力されるアンモニア流量調整弁３８から出口ＮＯ
x 濃度への影響を表わす伝達関数である。また、センサ
校正器４４の伝達関数Ｇm1は、ボイラ３４へ入力される
燃料流量から、入口ＮＯx 濃度の推定値（Ｅ iＮＯx 濃
度）への影響を表わす伝達関数であり、伝達関数Ｇm
2は、ボイラ３４へ入力される空気流量から、入口ＮＯx
濃度の推定値（Ｅ iＮＯx ）への影響を表わす伝達関
数であり、伝達関数Ｇm3は、入口ＮＯx 濃度の推定値
（Ｅ iＮＯx ）から出口ＮＯx 濃度の推定値（Ｅ oＮＯ
x ）への影響を表わす伝達関数であり、伝達関数Ｇm
4は、アンモニア流量設定信号から出口ＮＯx 濃度の推
定値（Ｅ oＮＯx ）へ影響を表わす伝達関数である。
達関数Ｇ1 は、ボイラ３４へ入力される燃料流量から入
口ＮＯx 濃度（ iＮＯx ）への影響を表わす伝達関数で
あり、伝達関数Ｇ2 は、ボイラ３４へ入力される空気流
量から入口ＮＯx 濃度（ iＮＯx ）への影響を表わす伝
達関数であり、伝達関数Ｇ3 は、入力される入口ＮＯx
濃度（ iＮＯx ）から出口ＮＯx 濃度（ oＮＯx ）への
影響を表わす伝達関数であり、伝達関数Ｇ4 は、入力さ
れるアンモニア流量設定信号から出口ＮＯx 濃度（ oＮ
Ｏx ）に影響を表わす伝達関数であり、伝達関数Ｇ5
は、入力されるアンモニア流量調整弁３８から出口ＮＯ
x 濃度への影響を表わす伝達関数である。また、センサ
校正器４４の伝達関数Ｇm1は、ボイラ３４へ入力される
燃料流量から、入口ＮＯx 濃度の推定値（Ｅ iＮＯx 濃
度）への影響を表わす伝達関数であり、伝達関数Ｇm
2は、ボイラ３４へ入力される空気流量から、入口ＮＯx
濃度の推定値（Ｅ iＮＯx ）への影響を表わす伝達関
数であり、伝達関数Ｇm3は、入口ＮＯx 濃度の推定値
（Ｅ iＮＯx ）から出口ＮＯx 濃度の推定値（Ｅ oＮＯ
x ）への影響を表わす伝達関数であり、伝達関数Ｇm
4は、アンモニア流量設定信号から出口ＮＯx 濃度の推
定値（Ｅ oＮＯx ）へ影響を表わす伝達関数である。
【００３１】さて、上述のパラメトリックモデルの伝達
関数Ｇm1’〜Ｇm4’を決定してから、むだ時間のない入
口ＮＯx 濃度の推定値及び出口ＮＯx 濃度の推定値を出
力する構成を以下に詳説する。
関数Ｇm1’〜Ｇm4’を決定してから、むだ時間のない入
口ＮＯx 濃度の推定値及び出口ＮＯx 濃度の推定値を出
力する構成を以下に詳説する。
【００３２】まず、上記パラメトリックモデルのＧ
m1’、Ｇm2’は、図３に示すように、ボイラ３４へ入力
された負荷信号、燃料流量及び空気流量を、ボイラ３４
の不図示の制御装置から入力して、むだ時間が存在する
入口ＮＯx 濃度（ iＮＯx ）のモデル出力値を出力す
る。パラメータ同定アルゴリズム４６は、上記パラメト
リックモデルのＧm1’、Ｇm2’からのむだ時間のある入
口ＮＯx 濃度（ iＮＯx ）のモデル出力値と、入口ＮＯ
x 分析計３６にて計測された入口ＮＯx （ iＮＯx ）濃
度実測値とを比較し、両者の同定誤差を最小とするよう
に、システム同定理論によりオンライン同定して、パラ
メトリックモデルの伝達関数Ｇm1’、Ｇm2’の構成パラ
メータを決定する。
m1’、Ｇm2’は、図３に示すように、ボイラ３４へ入力
された負荷信号、燃料流量及び空気流量を、ボイラ３４
の不図示の制御装置から入力して、むだ時間が存在する
入口ＮＯx 濃度（ iＮＯx ）のモデル出力値を出力す
る。パラメータ同定アルゴリズム４６は、上記パラメト
リックモデルのＧm1’、Ｇm2’からのむだ時間のある入
口ＮＯx 濃度（ iＮＯx ）のモデル出力値と、入口ＮＯ
x 分析計３６にて計測された入口ＮＯx （ iＮＯx ）濃
度実測値とを比較し、両者の同定誤差を最小とするよう
に、システム同定理論によりオンライン同定して、パラ
メトリックモデルの伝達関数Ｇm1’、Ｇm2’の構成パラ
メータを決定する。
【００３３】また、パラメトリックモデルの伝達関数Ｇ
m3’、Ｇm4’は、ボイラ３４にて入力された負荷信号、
入口ＮＯx 分析計３６にて計測された入口ＮＯx 濃度
（ iＮＯx ）の実測値、及びアンモニア流量計４０にて
計測されたＮＨ3 流量設定信号を入力して、むだ時間が
存在する出口ＮＯx 濃度（ oＮＯx ）のモデル出力値を
出力する。パラメータ同定アルゴリズム４７は、上記パ
ラメトリックモデルの伝達関数Ｇm3’、Ｇm4’からのむ
だ時間のある出口ＮＯx 濃度（ iＮＯx ）のモデル出力
値と、出口ＮＯx 分析計３７にて計測された出口ＮＯx
濃度（ iＮＯx ）の実測値とを比較し、両者の同定誤差
を最小とするように、システム同定理論によりオンライ
ン同定して、パラメトリックモデルの伝達関数Ｇm3’、
Ｇm4’の構成パラメータを決定する。
m3’、Ｇm4’は、ボイラ３４にて入力された負荷信号、
入口ＮＯx 分析計３６にて計測された入口ＮＯx 濃度
（ iＮＯx ）の実測値、及びアンモニア流量計４０にて
計測されたＮＨ3 流量設定信号を入力して、むだ時間が
存在する出口ＮＯx 濃度（ oＮＯx ）のモデル出力値を
出力する。パラメータ同定アルゴリズム４７は、上記パ
ラメトリックモデルの伝達関数Ｇm3’、Ｇm4’からのむ
だ時間のある出口ＮＯx 濃度（ iＮＯx ）のモデル出力
値と、出口ＮＯx 分析計３７にて計測された出口ＮＯx
濃度（ iＮＯx ）の実測値とを比較し、両者の同定誤差
を最小とするように、システム同定理論によりオンライ
ン同定して、パラメトリックモデルの伝達関数Ｇm3’、
Ｇm4’の構成パラメータを決定する。
【００３４】上述のパラメトリックモデルの伝達関数Ｇ
m1’〜Ｇm4’は、センサ校正器４４の伝達関数Ｇm1〜Ｇ
m4にむだ時間Ｚ-d1 、Ｚ-d2 を付加したものであり、次
数及び構成パラメータが同一であるため、パラメトリッ
クモデルの伝達関数Ｇm1’〜Ｇm4’の構成パラメータの
決定により、センサ校正器４４の伝達関数Ｇm1〜Ｇm4が
決定される。
m1’〜Ｇm4’は、センサ校正器４４の伝達関数Ｇm1〜Ｇ
m4にむだ時間Ｚ-d1 、Ｚ-d2 を付加したものであり、次
数及び構成パラメータが同一であるため、パラメトリッ
クモデルの伝達関数Ｇm1’〜Ｇm4’の構成パラメータの
決定により、センサ校正器４４の伝達関数Ｇm1〜Ｇm4が
決定される。
【００３５】図２に示すように、センサ校正器４４の伝
達関数Ｇm1にボイラ３４への現時点での燃料流量を入力
し、更にセンサ校正器４４の伝達関数Ｇm2に、ボイラ３
４へ入力される現時点での空気流量を入力することによ
り、むだ時間が存在しない入口ＮＯx 濃度推定値（Ｅ i
ＮＯx ）を時々刻々出力させる。
達関数Ｇm1にボイラ３４への現時点での燃料流量を入力
し、更にセンサ校正器４４の伝達関数Ｇm2に、ボイラ３
４へ入力される現時点での空気流量を入力することによ
り、むだ時間が存在しない入口ＮＯx 濃度推定値（Ｅ i
ＮＯx ）を時々刻々出力させる。
【００３６】また、センサ校正器４４の伝達関数Ｇm
3に、現時点での入口ＮＯx 濃度推定値（Ｅ iＮＯx ）
を入力し、センサ校正器４４の伝達関数Ｇm4に、アンモ
ニア流量制御器３９へ入力される現時点でのアンモニア
流量設定信号を入力することにより、むだ時間が存在し
ない出口ＮＯx 濃度推定値（Ｅ oＮＯx ）を時々刻々出
力させる。
3に、現時点での入口ＮＯx 濃度推定値（Ｅ iＮＯx ）
を入力し、センサ校正器４４の伝達関数Ｇm4に、アンモ
ニア流量制御器３９へ入力される現時点でのアンモニア
流量設定信号を入力することにより、むだ時間が存在し
ない出口ＮＯx 濃度推定値（Ｅ oＮＯx ）を時々刻々出
力させる。
【００３７】しかし、実際には、ｄ時点先予測の手法を
用い、パラメトリックモデルの伝達関数Ｇm1’に、ボイ
ラ３４への現在及び過去の燃料流量を入力し、パラメト
リックモデルの伝達関数Ｇm2’に、ボイラ３４への現在
及び過去の空気流量を入力することにより、むだ時間が
存在しない入口ＮＯx 濃度推定値（Ｅ iＮＯx ）を時々
刻々出力させる。
用い、パラメトリックモデルの伝達関数Ｇm1’に、ボイ
ラ３４への現在及び過去の燃料流量を入力し、パラメト
リックモデルの伝達関数Ｇm2’に、ボイラ３４への現在
及び過去の空気流量を入力することにより、むだ時間が
存在しない入口ＮＯx 濃度推定値（Ｅ iＮＯx ）を時々
刻々出力させる。
【００３８】同様にして、実際には、ｄ時点先予測の手
法を用い、パラメトリックモデルの伝達関数Ｇm3’に、
現在及び過去の上記入口ＮＯx 濃度推定値（Ｅ iＮＯx
）を入力し、パラメトリックモデルの伝達関数Ｇm4’
に、アンモニア流量制御器３９へ入力される現在及び過
去のアンモニア流量設定信号を入力することにより、む
だ時間が存在しない出口ＮＯx 濃度推定値（Ｅ oＮＯx
濃度）を時々刻々出力させる。
法を用い、パラメトリックモデルの伝達関数Ｇm3’に、
現在及び過去の上記入口ＮＯx 濃度推定値（Ｅ iＮＯx
）を入力し、パラメトリックモデルの伝達関数Ｇm4’
に、アンモニア流量制御器３９へ入力される現在及び過
去のアンモニア流量設定信号を入力することにより、む
だ時間が存在しない出口ＮＯx 濃度推定値（Ｅ oＮＯx
濃度）を時々刻々出力させる。
【００３９】ところで、前記第１演算器４１は、図１及
び図２に示すように、ボイラ３４の制御装置（不図示）
からの空気流量を取り込んで、ボイラ３４出口の排ガス
流量を算出し、この算出値と、センサ校正器４４から出
力されたむだ時間のない入口ＮＯx 濃度推定値（Ｅ iＮ
Ｏx 濃度）とから、脱硝反応器３２の入口の総ＮＯx量
を算出する。
び図２に示すように、ボイラ３４の制御装置（不図示）
からの空気流量を取り込んで、ボイラ３４出口の排ガス
流量を算出し、この算出値と、センサ校正器４４から出
力されたむだ時間のない入口ＮＯx 濃度推定値（Ｅ iＮ
Ｏx 濃度）とから、脱硝反応器３２の入口の総ＮＯx量
を算出する。
【００４０】一方、前記第２演算器４２は、切換器４８
の切換操作により、モル比一定制御と出口ＮＯx 濃度一
定制御とを切り換えて実施する。モル比一定制御は、モ
ル比率設定器５０に格納された図５に示す脱硝率とＮＨ
3 ／ＮＯx モル比との関係を示す関係式からＮＨ3 ／Ｎ
Ｏx モル比を設定したり、ボイラ３４の負荷に依存する
負荷との関係式からＮＨ3 ／ＮＯx モル比を定めるもの
である。また、出口ＮＯx 濃度一定制御は、フィードバ
ック制御器４５（図２）が、センサ校正器４４から出力
されたむだ時間のない出口ＮＯx 濃度推定値（Ｅ oＮＯ
x ）と、予め設定された出口ＮＯx 濃度設定値ｒ（図４
（Ｂ））とを比較して、これらの偏差に応じたＮＨ3 ／
ＮＯx モル比を算出するものである。
の切換操作により、モル比一定制御と出口ＮＯx 濃度一
定制御とを切り換えて実施する。モル比一定制御は、モ
ル比率設定器５０に格納された図５に示す脱硝率とＮＨ
3 ／ＮＯx モル比との関係を示す関係式からＮＨ3 ／Ｎ
Ｏx モル比を設定したり、ボイラ３４の負荷に依存する
負荷との関係式からＮＨ3 ／ＮＯx モル比を定めるもの
である。また、出口ＮＯx 濃度一定制御は、フィードバ
ック制御器４５（図２）が、センサ校正器４４から出力
されたむだ時間のない出口ＮＯx 濃度推定値（Ｅ oＮＯ
x ）と、予め設定された出口ＮＯx 濃度設定値ｒ（図４
（Ｂ））とを比較して、これらの偏差に応じたＮＨ3 ／
ＮＯx モル比を算出するものである。
【００４１】また、前記第３演算器４３は、ボイラ３４
の負荷変動によって、このボイラ３４から排出されるＮ
Ｏx 濃度が過度的に変動するので、このボイラ３４の制
御装置（不図示）からの負荷信号を入力して、前記ＮＯ
x 濃度の過度的変動を抑制するために必要なＮＨ3 注入
量（先行信号）を出力する。
の負荷変動によって、このボイラ３４から排出されるＮ
Ｏx 濃度が過度的に変動するので、このボイラ３４の制
御装置（不図示）からの負荷信号を入力して、前記ＮＯ
x 濃度の過度的変動を抑制するために必要なＮＨ3 注入
量（先行信号）を出力する。
【００４２】第１演算器４１からの総ＮＯx 量と、第２
演算器４２からのＮＨ3 ／ＮＯx モル比とが乗算器５２
にて乗算されて、排煙脱硝プロセス３０へのＮＨ3 注入
量が算出され、更に、加算器５３にて乗算器５２からの
ＮＨ3 注入量に先行信号が加算されて、排煙脱硝プロセ
ス３０における脱硝反応器３２の出口ＮＯx 濃度を、排
出規制値内の上記設定値ｒに一致するために注入される
べきＮＨ3 注入量を示すアンモニア流量設定信号が、ア
ンモニア流量設定器３９へ出力される。
演算器４２からのＮＨ3 ／ＮＯx モル比とが乗算器５２
にて乗算されて、排煙脱硝プロセス３０へのＮＨ3 注入
量が算出され、更に、加算器５３にて乗算器５２からの
ＮＨ3 注入量に先行信号が加算されて、排煙脱硝プロセ
ス３０における脱硝反応器３２の出口ＮＯx 濃度を、排
出規制値内の上記設定値ｒに一致するために注入される
べきＮＨ3 注入量を示すアンモニア流量設定信号が、ア
ンモニア流量設定器３９へ出力される。
【００４３】このアンモニア流量制御器３９は、前述の
ように、上記アンモニア流量設定信号と、アンモニア流
量計４０からのＮＨ3 流量との偏差を用いて、アンモニ
ア流量調節弁３８の弁開度を操作し、ＮＨ3 注入量を制
御する。このように制御されたＮＨ3 がアンモニアガス
注入ノズル３３から脱硝反応器３２の入口へ注入され
て、発電設備の排煙脱硝プロセス３０の脱硝性能を適切
に制御する。
ように、上記アンモニア流量設定信号と、アンモニア流
量計４０からのＮＨ3 流量との偏差を用いて、アンモニ
ア流量調節弁３８の弁開度を操作し、ＮＨ3 注入量を制
御する。このように制御されたＮＨ3 がアンモニアガス
注入ノズル３３から脱硝反応器３２の入口へ注入され
て、発電設備の排煙脱硝プロセス３０の脱硝性能を適切
に制御する。
【００４４】上記実施の形態によれば、発電設備の排煙
脱硝プロセス３０のＮＯx を計測する入口ＮＯx 分析計
３６、出口ＮＯx 分析計３７の計測値である入口ＮＯx
濃度（ iＮＯx ）、出口ＮＯx 濃度（ oＮＯx ）にむだ
時間が存在しても、第１演算器４１のプログラム制御器
及び第２演算器４２のフィードバック制御器４５は、こ
の入口ＮＯx 分析計３６、出口ＮＯx 分析計３７の計測
値である入口ＮＯx 濃度（ iＮＯx ）、出口ＮＯx 濃度
（ oＮＯx ）を用いず、センサ校正器４４にて出力され
るむだ時間のない入口ＮＯx 濃度推定値（Ｅ iＮＯx
）、出口ＮＯx 濃度推定値（Ｅ oＮＯx ）を用いるの
で、排煙脱硝プロセス３０のボイラ３４の運転に追従し
て、出口ＮＯx 濃度を規制値以下の所定の設定値ｒに維
持する定値制御特性を改善することができる。例えば、
フィードバック制御器４５は、センサ校正器４４からの
むだ時間のない出口ＮＯx 濃度推定値（Ｅ oＮＯx ）を
入力するので、ゲイン等を最適に調整でき、フィードバ
ック制御を有効に使える。このため、図４（Ｂ）の実線
Ａに示すように、排煙脱硝プロセス３０から排出される
出口ＮＯx 濃度を設定値ｒに良好に定値制御できる。
尚、図４（Ｂ）の実線Ｂは、ボイラ３４の負荷を示す。
脱硝プロセス３０のＮＯx を計測する入口ＮＯx 分析計
３６、出口ＮＯx 分析計３７の計測値である入口ＮＯx
濃度（ iＮＯx ）、出口ＮＯx 濃度（ oＮＯx ）にむだ
時間が存在しても、第１演算器４１のプログラム制御器
及び第２演算器４２のフィードバック制御器４５は、こ
の入口ＮＯx 分析計３６、出口ＮＯx 分析計３７の計測
値である入口ＮＯx 濃度（ iＮＯx ）、出口ＮＯx 濃度
（ oＮＯx ）を用いず、センサ校正器４４にて出力され
るむだ時間のない入口ＮＯx 濃度推定値（Ｅ iＮＯx
）、出口ＮＯx 濃度推定値（Ｅ oＮＯx ）を用いるの
で、排煙脱硝プロセス３０のボイラ３４の運転に追従し
て、出口ＮＯx 濃度を規制値以下の所定の設定値ｒに維
持する定値制御特性を改善することができる。例えば、
フィードバック制御器４５は、センサ校正器４４からの
むだ時間のない出口ＮＯx 濃度推定値（Ｅ oＮＯx ）を
入力するので、ゲイン等を最適に調整でき、フィードバ
ック制御を有効に使える。このため、図４（Ｂ）の実線
Ａに示すように、排煙脱硝プロセス３０から排出される
出口ＮＯx 濃度を設定値ｒに良好に定値制御できる。
尚、図４（Ｂ）の実線Ｂは、ボイラ３４の負荷を示す。
【００４５】また、発電設備の排煙脱硝プロセス３０か
ら排出される出口ＮＯx 濃度が、規制値以下の設定値ｒ
に良好に定値制御されるので、この出口ＮＯx 濃度を規
制値以下に維持するために注入されるＮＨ3 注入量を過
剰に注入する必要がない。このため運用コストも低減で
きる。
ら排出される出口ＮＯx 濃度が、規制値以下の設定値ｒ
に良好に定値制御されるので、この出口ＮＯx 濃度を規
制値以下に維持するために注入されるＮＨ3 注入量を過
剰に注入する必要がない。このため運用コストも低減で
きる。
【００４６】更に、上述のように、センサ校正器４４の
出力がむだ時間が存在しない入口ＮＯx 濃度推定値（Ｅ
iＮＯx ）、出口ＮＯx 濃度推定値（Ｅ oＮＯx ）であ
ることから、これらの推定値を第１演算器４１のプログ
ラム制御器及び閉ループ制御系を構成する第２演算器４
２のフィードバック制御器４５に入力すれば、排煙脱硝
プロセス３０の出口ＮＯx 濃度を良好に制御できる。こ
の結果、排煙脱硝プロセス３０の出口ＮＯx 濃度を計測
する入口ＮＯx 分析計３６、出口ＮＯx 分析計３７の計
測値である入口ＮＯx 濃度、出口ＮＯx 濃度にむだ時間
が存在しても、上記排煙脱硝プロセス３０の制御を、安
価で設計容易なプログラム制御器４１及びフィードバッ
ク制御器４５を用いた既存の制御系を利用して実施でき
る。
出力がむだ時間が存在しない入口ＮＯx 濃度推定値（Ｅ
iＮＯx ）、出口ＮＯx 濃度推定値（Ｅ oＮＯx ）であ
ることから、これらの推定値を第１演算器４１のプログ
ラム制御器及び閉ループ制御系を構成する第２演算器４
２のフィードバック制御器４５に入力すれば、排煙脱硝
プロセス３０の出口ＮＯx 濃度を良好に制御できる。こ
の結果、排煙脱硝プロセス３０の出口ＮＯx 濃度を計測
する入口ＮＯx 分析計３６、出口ＮＯx 分析計３７の計
測値である入口ＮＯx 濃度、出口ＮＯx 濃度にむだ時間
が存在しても、上記排煙脱硝プロセス３０の制御を、安
価で設計容易なプログラム制御器４１及びフィードバッ
ク制御器４５を用いた既存の制御系を利用して実施でき
る。
【００４７】上記実施の形態においては、発電設備の排
煙脱硝プロセス３０の動特性がボイラ３４の負荷変動に
依存する非線形性を呈するので、パラメトリックモデル
の伝達関数Ｇm1’〜Ｇm4’の構成パラメータθi を例え
ば負荷ｗに関する多項式 θi ＝θi0＋θi1ｗ＋θi2ｗ2 ＋・・・・ で近似すると、負荷変動に応じたパラメータの変化を先
取りすることができ、パラメータ同定アルゴリズム４
６、４７によるオンライン同定で、上記θi0、θi1・・
・・とを決定すれば、構成パラメータθi の同定精度を
向上させることができる。
煙脱硝プロセス３０の動特性がボイラ３４の負荷変動に
依存する非線形性を呈するので、パラメトリックモデル
の伝達関数Ｇm1’〜Ｇm4’の構成パラメータθi を例え
ば負荷ｗに関する多項式 θi ＝θi0＋θi1ｗ＋θi2ｗ2 ＋・・・・ で近似すると、負荷変動に応じたパラメータの変化を先
取りすることができ、パラメータ同定アルゴリズム４
６、４７によるオンライン同定で、上記θi0、θi1・・
・・とを決定すれば、構成パラメータθi の同定精度を
向上させることができる。
【００４８】尚、上記実施の形態では、本発明を発電設
備の排煙脱硝プロセスのＮＯx 還元用ＮＨ3 注入制御に
適用するものを述べたが、他の事例として化学プロセス
におけるＮＨ3 合成ガス製造プロセスのＣＯ制御や、連
続焼鈍炉を有する焼鈍プロセスのＣＯ制御に適用も考え
られる。
備の排煙脱硝プロセスのＮＯx 還元用ＮＨ3 注入制御に
適用するものを述べたが、他の事例として化学プロセス
におけるＮＨ3 合成ガス製造プロセスのＣＯ制御や、連
続焼鈍炉を有する焼鈍プロセスのＣＯ制御に適用も考え
られる。
【００４９】
【発明の効果】以上のように、請求項１に記載のセンサ
校正器を用いたプロセス制御装置によれば、プロセス運
転に追従して、被制御量を規制値以下の任意の設定値に
維持する定値制御性能を改善できるとともに、経済性も
良好にできる。
校正器を用いたプロセス制御装置によれば、プロセス運
転に追従して、被制御量を規制値以下の任意の設定値に
維持する定値制御性能を改善できるとともに、経済性も
良好にできる。
【図１】図１は、本発明に係るセンサ校正器を用いたプ
ロセス制御装置の一つの実施の形態が適用された発電設
備の脱硝プロセス制御装置を示す系統概念図である。
ロセス制御装置の一つの実施の形態が適用された発電設
備の脱硝プロセス制御装置を示す系統概念図である。
【図２】図２は、図１の脱硝プロセス制御装置のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図３】図３は、オンライン同定を説明するためのブロ
ック図である。
ック図である。
【図４】図４は、図１の発電設備の脱硝プロセス制御装
置と、図８に示す従来の他の発電設備の脱硝プロセス制
御装置とによる出口ＮＯx 濃度の制御結果を示すグラフ
である。
置と、図８に示す従来の他の発電設備の脱硝プロセス制
御装置とによる出口ＮＯx 濃度の制御結果を示すグラフ
である。
【図５】図５は、脱硝率とＮＨ3 ／ＮＯx モル比との関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
【図６】図６は、従来の発電設備の排煙脱硝プロセスを
概念的に示すブロック図である。
概念的に示すブロック図である。
【図７】図７は、ＮＯx 分析計に計測遅れがない場合と
ある場合とにおける制御対象（排煙脱硝プロセス）の出
力特性（シュミレーション結果）を示すグラフである。
ある場合とにおける制御対象（排煙脱硝プロセス）の出
力特性（シュミレーション結果）を示すグラフである。
【図８】図８は、従来の他の発電設備の排煙脱硝プロセ
スを示す系統概念図である。
スを示す系統概念図である。
【図９】図９は、図８の排煙脱硝プロセス制御装置のブ
ロック図である。
ロック図である。
３０ 発電設備の排煙脱硝プロセス ３３ アンモニアガス注入ノズル ３４ ボイラ ３５ 排煙脱硝プロセス制御装置 ３６ 入口ＮＯx 分析計 ３７ 出口ＮＯx 分析計 ３９ アンモニア流量制御器 ４１ 第１演算器（プログラム制御器） ４２ 第２演算器 ４４ センサ校正器 ４５ フィードバック制御器 ４６、４７ パラメータ同定アルゴリズム Ｇm1’、Ｇm2’、Ｇm3’、Ｇm4’ パラメトリックモデ
ルの伝達関数
ルの伝達関数
フロントページの続き (72)発明者 鈴木 光泰 静岡県三島市谷田夏梅木589 (72)発明者 木下 勤 東京都調布市若葉町２−26−２ レイク １ 101 (72)発明者 両瀬 悟司 神奈川県川崎市高津区末長８−２ コス モ梶ケ谷107 (72)発明者 藤井 省三 愛知県名古屋市千種区月ケ丘３−７−35 (72)発明者 尾形 和哉 愛知県名古屋市中村区郷前町１−４ メ ゾンイイダ101 (56)参考文献 特開 昭59−137717（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−315801（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G05B 11/00 - 13/04 G01D 18/00
Claims (2)
- 【請求項１】 プロセスに取り込まれる計測可能な入力
量を入力して上記プロセス内の被制御量を制御するプロ
セス制御装置において、 上記プロセス内の上記被制御量を計測し、この計測値に
むだ時間が存在するセンサと、 上記入力量を入力して上記被制御量の計測値に関する推
定値を出力するパラメトリックモデルからの上記モデル
出力値と上記センサからの上記計測値とを比較し、両者
の同定誤差が最小となるようにシステム同定理論に基づ
きオンライン同定して上記パラメトリックモデルの伝達
関数の構成パラメータを決定し、この構成パラメータが
決定されたパラメトリックモデルの伝達関数に現在及び
過去の上記プロセスへの入力量及び被制御量を入力し、
ｄ時点先予測の手法によって、被制御量の計測値に関す
るむだ時間のない推定値を出力するセンサ校正器と、 上記センサ校正器から出力された被制御量の計測値に関
するむだ時間のない推定値を入力し、この推定値を所定
の設定値に一致させるべく上記入力量をフィードバック
制御するフィードバック制御器と、を有するセンサ校正器を用いたプロセス制御装置であ
り、 上記プロセスは、発電設備のボイラから排出された窒素
酸化物濃度を低減するための排煙脱硝処理後の窒素酸化
物濃度を被制御量とする排煙脱硝プロセスであり、 上記入力量は、上記ボイラの負荷、上記ボイラへの燃料
流量及び空気流量、並びに上記窒素酸化物を還元するた
めのアンモニア注入量であり、 上記センサは、窒素酸化物を計測する分析計であり、 上記センサ校正器は、現時点での上記プロセスへの入力
量の入力により上記センサによる窒素酸化物の計測値に
関するむだ時間のない推定値を出力し、 上記フィードバック制御器は、上記センサ校正器から出
力された上記むだ時間のない推定値を用いて、上記アン
モニア注入量をフィードバック制御することによって実
際の排ガス中の窒素酸化物濃度を定値に制御することを
特徴とするセンサ校正器を用いたプロセス制御器。 - 【請求項２】 上記排煙脱硝プロセスの動特性が負荷変
動に依存する非線形性を呈する場合には、パラメトリッ
クモデルの伝達関数の構成パラメータを負荷に関する関
数とし、オンライン同定によって上記構成パラメータを
求める請求項１に記載のセンサ校正器を用いたプロセス
制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33989195A JP3308149B2 (ja) | 1995-12-05 | 1995-12-05 | センサ校正器及びセンサ校正器を用いたプロセス制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33989195A JP3308149B2 (ja) | 1995-12-05 | 1995-12-05 | センサ校正器及びセンサ校正器を用いたプロセス制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09160606A JPH09160606A (ja) | 1997-06-20 |
| JP3308149B2 true JP3308149B2 (ja) | 2002-07-29 |
Family
ID=18331791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33989195A Expired - Lifetime JP3308149B2 (ja) | 1995-12-05 | 1995-12-05 | センサ校正器及びセンサ校正器を用いたプロセス制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3308149B2 (ja) |
-
1995
- 1995-12-05 JP JP33989195A patent/JP3308149B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09160606A (ja) | 1997-06-20 |
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