JP3500208B2 - 脱硝制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、窒素酸化物（ＮＯ_ｘ）
を含む発電プラントの燃焼排ガスにアンモニア（Ｎ
Ｈ_３）を注入し触媒の作用下で窒素ガス（Ｎ）および水
蒸気（Ｈ_２Ｏ）に分解する脱硝プロセス部に対してアン
モニア注入量指令値を与える脱硝制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明を適用するプラントの一例として
コンバインドサイクル発電プラントを図１１に示し、ま
ずこれについて説明する。

【０００３】燃焼器１には燃料調節弁２を介して調節さ
れた燃料が供給されると共に圧縮機３を介して圧縮空気
が供給され、燃焼器１内で燃料が燃焼することによりガ
スタービン４が駆動される。ガスタービン４は蒸気ター
ビン５と共に発電機６に連結されており、これらの機器
によりコンバインドサイクル発電プラントが構成されて
いる。蒸気タービン５には復水器７が付属している。

【０００４】ガスタービン４の排ガスは排熱回収ボイラ
８に導入され、排ガスに含まれている熱エネルギーが熱
交換器９および１０を介して回収され、熱回収後の排ガ
スは煙突１１を介して系外（例えば大気中）に排出され
る。なお、熱交換器は排熱回収ボイラ８内に多数配設さ
れているが、図には代表的に入口部および出口部に配設
された熱交換器９および１０だけが示されている。

【０００５】この種の発電プラントにおいてガスタービ
ン４の排ガスには燃焼によって発生する有害な窒素酸化
物（ＮＯ_ｘ）が含まれており、このＮＯ_ｘの除去は重要
な技術的課題となっている。排ガス中に含まれるＮＯ_ｘ
を除去する最も一般的な方法は、排ガス中にＮＨ_３を吹
きかけてＮＯ_ｘと混合し、触媒上で反応させて無害な窒
素ガス（Ｎ）と水蒸気（Ｈ_２Ｏ）に分解する方法であ
る。そこで排熱回収ボイラ８には脱硝プロセス装置とし
て排ガス通路内にアンモニアスプレー部１２および触媒
部１３が設けられている。アンモニアスプレー部１２は
調節弁１４を介して供給されたアンモニア（ＮＨ_３）を
触媒部１３に至る排ガスに吹き付ける。触媒部１３の前
後にはＮＯ_ｘ濃度分析計１５および１６が配置され、そ
れぞれＮＯ_ｘ濃度を分析・測定して脱硝制御装置２０に
送出する。脱硝制御装置２０は入力されたＮＯ_ｘ濃度に
基づいて適切なＮＨ_３注入量を演算し、それを達成する
ように調節弁１４の開度を調節する。

【０００６】脱硝反応プロセスの特徴 （１）ＮＨ_３とＮＯ_ｘとの反応は次式に示す化学反応が
主であり、ＮＯ以外のＮＯ_ｘ（ＮＯ_２等）は触媒上にて
ＮＯに分解した後、次式の反応を起こす。 ４ＮＯ＋４ＮＨ_３＋Ｏ_２ → ６Ｈ_２Ｏ＋４Ｎ_２ （１）

【０００７】触媒部１３上では反応が１００％起こるわ
けではなく、ＮＯ_ｘやＮＨ_３の未反応分が残留したまま
系外へと排出される。一般的にＮＨ_３注入量を増やせば
未反応残留ＮＯ_ｘ量が減少し、また未反応ＮＨ_３量も増
加する。この化学反応の反応量は排ガスの温度・流量・
圧力・湿度やＮＨ_３およびＮＯ_ｘの濃度等の変動によっ
て変化する。すなわち、この種のプロセスは一般的に非
線形性が非常に強い反応系である。

【０００８】脱硝反応により分解されるＮＯ_ｘの割合を
η（０≦η≦１）とすると、ηは次式で表すことができ
る。 η＝ｆ（ｘ₁ ，ｘ₂ ，ｘ₃ ，ｘ₄ ，ｘ₅ ，ｘ₆ ） （２） ｘ₁ ：排ガスの温度 ｘ₂ ：排ガスの流量 ｘ₃ ：排ガスの圧力 ｘ₄ ：排ガス中の湿度 ｘ₅ ：排ガス中の触媒部入口のＮＨ_３の流量 Ｘ₆ ：排ガス中の触媒部入口のＮＯ_ｘの流量

【０００９】これらのパラメータｘ₁ 〜ｘ₂ のうち支配
的なものは排ガス中の触媒部入口におけるＮＨ_３および
ＮＯ_ｘの流量であるため、（２）式は近似的に（３）式
のように表現することができる。なお、近似式であるに
もかかわらず、ここでは便宜上等号を用いることにす
る。 η＝ｆ（ｘ₅ ，ｘ₆ ） （３）

【００１０】反応率はパラメータｘ₅ とｘ₆ の分子の数
の比すなわちモル比によって支配的に決定される場合
は、（４）式のように表すことができる。 η＝ｆ（ｘ₅ ／ｘ₆ ） （４）

【００１１】脱硝反応により分解されるＮＯ_ｘ量ｘ
₇ は、（５）式のように表される。 ｘ₇ ＝η×ｘ₆ （５）

【００１２】よって未反応残留ＮＯ_ｘ量ｘ₈ は（６）式
の通りに表すことができる。 ｘ₈ ＝（１−η）×ｘ₆ ＝｛１−ｆ（ｘ₅ ／ｘ₆ ）｝×ｘ₆ （６）

【００１３】別の見方をして、未反応残留ＮＯ_ｘの割合
は（１−η）であり、（７）式のように表すことができ
る。 （１−η）＝ｇ（ｘ₅ ／ｘ₆ ）＝１−ｆ（ｘ₅ ／ｘ₆ ） （７）

【００１４】よって未反応残留ＮＯ_ｘ量ｘ₈ は（８）式
の通りに表すことができる。 ｘ₈ ＝（１−η）×ｘ₆ ＝ｇ（ｘ₅ ／ｘ₆ ）×ｘ₆ （８）

【００１５】（２）反応せずに排出されるＮＯ_ｘ濃度お
よびＮＨ_３濃度は必要に応じて両方ないしは片方が計測
されるが、検出器の技術上の制約のために検出時間遅れ
が非常に大きい（数十秒から数百秒）のが実状である。

【００１６】従来の制御方法 従来の脱硝制御方法は特公平３−４２９３０号公報に記
載されているようにして行われている。以下、ＮＯ_ｘお
よびＮＨ_３の量について、その流量、つまり、単位時間
当たりに流れる量について説明するが、その濃度につい
て検討しても同様の説明が成り立つものである。

【００１７】従来の制御技術の主流であるＰＩＤ制御装
置すなわち比例（Ｐ）動作要素、積分（Ｉ）動作要素お
よび微分（Ｄ）動作要素を備え、それらの組み合わせで
操作信号を作成する制御装置では、無駄時間の大きいプ
ラントを安定かつ応答性良く制御することは難しい。こ
のため、フィードフォワード制御を活用する方法が試み
られてきた。以下に従来技術として述べるのは、かかる
フィードフォワード制御を活用する従来の実用化されて
きた方法である。この方法を実施する脱硝制御装置２０
０を図１２に示す。

【００１８】燃焼器１での燃料燃焼によって発生するＮ
Ｏ_ｘ発生量Ｑ２０はガスタービン４の燃料流量Ｑ１０や
空気流量Ｑ１１などからある程度予測することができ
る。そこでまずこれらの物理量Ｑ１０，Ｑ１１に基づき
ＮＯ_ｘ発生量計算部２０１においてＮＯ_ｘ発生量計算値
Ｑ２１を予測計算し、この結果を利用しゲインＫ₁ のゲ
イン回路２０２を介して第１のＮＨ_３注入量指令値に相
当するフィードフォワード信号（ＦＦ信号）Ｑ２２を作
って加算器２０３の第１の入力端に入力する。

【００１９】他方、触媒部１３に代表される脱硝プロセ
ス部１８の出口側で検出した単位排ガス流量当たりのＮ
Ｏ_ｘ量をＮＯ_ｘ濃度Ｑ３１として、これと排ガス流量Ｑ
３２との積を乗算器２０４で得て未反応残留ＮＯ_ｘ量Ｑ
３３を得る。この未反応残留ＮＯ_ｘ量Ｑ３３とＮＯ_ｘ排
出量設定値Ｑ３４との差を減算器２０５で得てＮＯ_ｘ偏
差Ｑ３５とし、それをＰＩＤ型制御器２０６によりＰＩ
Ｄ動作処理して第２のＮＨ_３注入量指令値に相当するフ
ィードバック信号（ＦＢ信号）Ｑ３６を作り、加算器２
０３の第２の入力端に入力する。

【００２０】加算器２０３から出力されるＦＦ信号Ｑ２
２とＦＢ信号Ｑ３６との和に相当する信号がＮＨ_３注入
量指令値Ｑ３０として脱硝プロセス部１８に対して送出
される。

【００２１】図１２の脱硝制御装置２０においては、Ｎ
Ｏ_ｘ発生量Ｑ２０の変化時にＦＦ信号Ｑ２２によりＮＨ
_３注入量指令値Ｑ３０を先行的に変化させることにより
脱硝制御性能の向上を図っている。また、代表的には燃
焼器１に対する空気供給系統に設けられているＩＧＶ
（入口空気調節板）の開度変化に伴って生ずる排ガス流
量Ｑ３２の変化によりＮＯ_ｘ発生量Ｑ２０が変化した場
合は、ＮＯ_ｘ発生量計算値Ｑ２１が変化し、その結果Ｆ
Ｆ信号Ｑ２２が変化するため、その影響（排ガス流量Ｑ
３２の変化によりＮＯ_ｘ発生量Ｑ２０が変化する場合の
影響）を抑制することができる。

【００２２】この種の制御装置においてＦＦ制御のみで
は制御偏差が生じた場合にそれを打ち消すことができな
いので、従来はＰＩＤ型制御器２０６を用いてＦＢ制御
を行っている訳である。すなわちＮＯ_ｘ排出量設定値Ｑ
３４と未反応残留ＮＯ_ｘ量Ｑ３３との偏差を解消するべ
く、そのＮＯ_ｘ偏差Ｑ３５をＰＩＤ型制御器２０６に入
力し、その偏差を解消するような信号をＦＢ信号Ｑ３６
として制御に用いている。

【００２３】以上が従来の脱硝制御装置であり、未反応
残留ＮＯ_ｘ量Ｑ３３の瞬間値が減少すれば自動的に移動
時間平均値も減少する。なお、従来はＮＨ_３の排出量に
ついては特に規制が設けられていなかったため、未反応
ＮＨ_３の排出量については特に考慮されていなかった。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】図１３に従来の制御装
置によるＮＯ_ｘ発生量Ｑ２０変化時の制御応答を示す。
従来の制御装置においては、ＮＯ_ｘとＮＨ_３の分解反応
が常に一定の割合で起こり、ＮＯ_ｘ発生量Ｑ２０とＮＯ
_ｘ発生量計算値Ｑ２１について誤差を生ずることなく計
算できるような場合には良好に作用する。しかしながら
ＮＯ_ｘ発生量計算値Ｑ２１には誤差が無くても、実際に
は脱硝プロセス部１８のプロセス挙動の非線形性によ
り、どれだけ有効に反応を生ずるかはその都度の運転状
態に依存して大きく変動するため、ゲイン回路２０２の
一定のＦＦゲインＫ₁ だけではこの特性変動による未反
応残留ＮＯ_ｘ量の増減を抑制することができない。抑制
しきれない分についてはＰＩＤ型制御器２０６によるＦ
Ｂ信号Ｑ３６によって補償するしかないが、分析計１
５，１６によるＮＯ_ｘ量についての分析時間遅れが大き
いため、ＰＩＤ型制御器２０６による性能の良いＦＢ制
御は難しい。

【００２５】例えば図１３（横軸は時間、縦軸はそれぞ
れ流量［Ｎｍ³ ／ｈ］）において、（ａ）ＮＯ_ｘ発生量
Ｑ２０の変化により（ｂ）ＦＦ信号Ｑ２２が変化し、
（ｃ）ＮＨ_３注入量指令値Ｑ３０が変化し、（ｄ）未反
応残留ＮＯ_ｘ量Ｑ３３の変動を抑制しようとする。しか
し、脱硝反応特性がＮＯ_ｘ発生量Ｑ２０とＮＨ_３注入量
Ｑ１２に対して非線形に変化するため、図１３において
前半Ｔ₁ ではＦＦ信号Ｑ２２が大きすぎて未反応残留Ｎ
Ｏ_ｘ量Ｑ３３が減りすぎてＦＢ制御が働き、後半Ｔ₂ で
はＦＦ信号Ｑ２２が小さいのとＦＢ信号Ｑ３６との相乗
効果によって未反応残留ＮＯ_ｘ量Ｑ３３が増えすぎ、全
体として振動的な応答特性になっていることが分かる。

【００２６】排ガス流量Ｑ３２の変化時には、ＦＦ信号
Ｑ２２にその影響が反映される。しかし、未反応残留Ｎ
Ｏ_ｘ量Ｑ３３を得るためのＮＯ_ｘ濃度分析計１５には分
析時間遅れがあるため、排ガス流量Ｑ３２の変化時に、
たとえ真の未反応残留ＮＯ_ｘ量が変化していなくても、
制御装置内で得られる未反応残留ＮＯ_ｘ量Ｑ３３は変動
する。真の未反応残留ＮＯ_ｘ量に変動を生じていなけれ
ばＮＨ_３注入量指令値Ｑ３０を変化させる必要はない
が、排ガス流量Ｑ３２の変化時には見かけ上、未反応残
留ＮＯ_ｘ量Ｑ３３が変動するためにＦＢ信号Ｑ３６が変
動し、この結果ＮＨ_３注入量指令値Ｑ３０も変動する。
このようにしてＮＨ_３注入量指令値Ｑ３０が不必要に変
動するために未反応残留ＮＯ_ｘ量Ｑ３３がさらに変動し
てしまい、応答が振動的になってしまい、制御性が低下
する。

【００２７】このように何らかの要因でＦＦ信号Ｑ２２
による制御性が十分でないとき、ＮＯ_ｘ排出量設定値Ｑ
３３と未反応残留ＮＯ_ｘ量Ｑ３３との間には偏差が生ず
る。これを解消するために従来技術ではＰＩＤ型制御器
２０６を用いていたが、ＰＩＤ型制御器２０６では設定
値追従特性と外乱補償特性の両方を同時に精度良く制御
する機能を持つことはできない。すなわち、ＰＩＤ型制
御器２０６を用いた場合は、設定値追従特性または外乱
補償特性のどちらかの性能をあきらめることにならざる
を得ない。実際のプラント運用時には設定値が変動し且
つ未知の外乱による偏差の発生があるので、ＰＩＤ型制
御器２０６のみで全ての偏差をすばやく且つ良好に解消
することはできない。

【００２８】排ガス流量変化時の影響 排ガス流量Ｑ３２の変化時に未反応残留ＮＯ_ｘ量Ｑ３３
が変動するメカニズムについて説明する。ここではＮＯ
_ｘ制御を行っておらず、ＮＯ_ｘ発生量Ｑ２０およびＮＨ
_３注入量Ｑ１２が変化しないとき、すなわち、排ガス流
量Ｑ３２だけが変化したときの、ＮＯ_ｘ濃度Ｑ３１およ
び未反応残留ＮＯ_ｘ量Ｑ３３の変化について図１４を参
照して説明する。

【００２９】真のＮＯ_ｘ濃度Ｑ３７は、 （真のＮＯ_ｘ濃度Ｑ３７）＝（真の未反応残留ＮＯ_ｘ量Ｑ３８） ÷（排ガス流量Ｑ３２） （９） であるから、（ａ）排ガス流量Ｑ３２がステップ状に増
加したとすると、（ｂ）真のＮＯ_ｘ濃度Ｑ３７は一点鎖
線で示すように排ガス流量Ｑ３２の増加と同時に減少す
る。ところがＮＯ_ｘ濃度分析計１５，１６には分析時間
遅れがあるので分析計１５，１６の出力するＮＯ_ｘ濃度
Ｑ３１は実線で示すように遅れ時間τをもって変化す
る。制御装置内部で演算に用いる未反応残留ＮＯ_ｘ量Ｑ
３３はＮＯ_ｘ濃度Ｑ３１と排ガス流量Ｑ３２の積である
ので、同図（ｃ）に示すグラフのように変動する。真の
未反応残留ＮＯ_ｘ量すなわち排ガス流量Ｑ３２と真のＮ
Ｏ_ｘ濃度Ｑ３７との積は変化しないのに、ＮＯ_ｘ濃度分
析計の遅れによって未反応残留ＮＯ_ｘ量Ｑ３３は一時的
に増加して元に戻ることが図１４から明らかである。

【００３０】次に、ＮＯ_ｘ制御を行っている状態で排ガ
ス流量Ｑ３２のみが変化し、ＮＯ_ｘ発生量Ｑ２０は一定
であるときの応答を図１５に示す。この場合はＮＯ_ｘ制
御を行っているので、排ガス流量Ｑ３２の変化後はＮＨ
_３注入量Ｑ１２は制御信号により変動する。

【００３１】図１５（ａ）に示すように排ガス流量Ｑ３
２がステップ状に増加すると、同図（ｂ）に一点鎖線で
示すように同時に真のＮＯ_ｘ濃度Ｑ３７は減少する。そ
れに対してＮＯ_ｘ濃度Ｑ３１は、濃度分析計１５，１６
の遅れにより真のＮＯ_ｘ濃度Ｑ３７の変化よりも遅れて
変動する。かくして（ｃ）未反応残留ＮＯ_ｘ量Ｑ３３は
実線で示すように最初増加する。未反応残留ＮＯ_ｘ量Ｑ
３３が増加しＮＯ_ｘ排出量設定値Ｑ３４との間に偏差を
生じるので、ＦＢ信号Ｑ３６によりＮＨ_３注入量指令値
Ｑ３０が変化し、（ｄ）ＮＨ_３注入量Ｑ１２が実線で示
すように変化する。ＮＨ_３注入量Ｑ１２が変化すると、
それに伴って真のＮＯ_ｘ濃度Ｑ３７が変化し、ＮＯ_ｘ濃
度Ｑ３１および未反応残留ＮＯ_ｘ量Ｑ３３も変動する。
このため未反応残留ＮＯ_ｘ量Ｑ３３は同図（ｃ）に実線
で示すように振動的に変動することになる。

【００３２】このとき、ＮＯ_ｘ発生量Ｑ２０に変動がな
ければＮＨ_３注入量Ｑ１２を変化させなくても最終的に
は未反応残留ＮＯ_ｘ量Ｑ３３とＮＯ_ｘ排出量設定値Ｑ３
４とは一致してその偏差は解消するはずであるが、濃度
分析計１５，１６の分析時間遅れを考慮しない制御構成
によってＮＨ_３注入量１２が必要以上に変動し、その結
果、未反応残留ＮＯ_ｘ量Ｑ３３が振動的な応答を示し、
制御特性劣化の原因になっている。

【００３３】このような問題は、脱硝反応プロセスの非
線形特性および動特性を考慮にいれずに制御系を構成す
ることによって起こるものである。すなわち、従来装置
においては反応の非線形性による影響を抑制することが
できない。

【００３４】また排ガス流量Ｑ３２の変化時に、ＮＨ_３
注入量指令値Ｑ３０が不必要に変化して未反応残留ＮＯ
_ｘ量Ｑ３３を変化させてしまうのは濃度分析計の分析時
間遅れを考慮に入れていないからである。

【００３５】ところで実プラント運用時は、系統の負荷
要求により発電出力は刻一刻と変化し、それに伴ってＮ
Ｏ_ｘ発生量Ｑ２０も変動するのが普通である。通常の運
用で全ての運転態様について全て対策を立てるのは不可
能に近い。よって考慮できなかったプラントの運用時
は、未知の外乱の影響を効果的に抑制するような制御器
によってＦＢ制御を行うのが望ましい。しかし従来の脱
硝制御装置では、未知外乱に対する制御器構成までは考
察されていなかった。このため、未知の外乱が発生した
ときにその影響を抑制する効果が弱かった。

【００３６】本発明は以上述べた事情を考慮してなされ
たものであって、脱硝反応プロセスの非線形反応特性を
考慮して制御性の向上を図り、さらに設定値変化や外乱
による制御偏差を高精度かつ迅速に解消しうる脱硝制御
装置を提供することを目的とする。

【００３７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載の発明は、窒素酸化物を含む発電プラ
ントの燃焼排ガスにアンモニアを注入し触媒の作用下で
窒素ガスおよび水蒸気に分解する脱硝プロセス部に対し
てアンモニア注入量指令値を与える脱硝制御装置であっ
て、燃焼器に供給される燃料流量および空気流量に基づ
いて窒素酸化物発生量計算値を求める窒素酸化物発生量
計算手段と、窒素酸化物発生量計算値に、窒素酸化物排
出量設定値を用いて、脱硝プロセス部における脱硝反応
プロセスの非線形性を補償するための補正を加えフィー
ドフォワード量として出力する非線形補償手段と、脱硝
プロセス部の出側の排ガス中に含まれる未反応残留窒素
酸化物量の窒素酸化物排出量設定値に対する偏差に制御
演算を加えフィードバック量として出力する制御演算手
段と、非線形補償手段によって求められたフィードフォ
ワード量と制御演算手段によって求められたフィードバ
ック量との和を求め、脱硝プラントに対しアンモニア注
入量指令値として送出する加算手段とを備えた脱硝制御
装置を要旨とするものである。

【００３８】請求項２に記載の発明は、窒素酸化物を含
む発電プラントの燃焼排ガスにアンモニアを注入し触媒
の作用下で窒素ガスおよび水蒸気に分解する脱硝プロセ
ス部に対してアンモニア注入量指令値を与える脱硝制御
装置であって、燃焼器に供給される燃料流量および空気
流量に基づいて窒素酸化物発生量計算値を求める窒素酸
化物発生量計算手段と、脱硝プロセス部の出側の排ガス
中に含まれる未反応残留窒素酸化物量の窒素酸化物排出
量設定値に対する偏差に制御演算を加えフィードバック
量として出力する制御演算手段と、窒素酸化物発生量計
算値に、制御演算手段から出力されるフィードバック量
を用いて、脱硝プロセス部における脱硝反応プロセスの
非線形性を補償するための補正を加え、脱硝プラントに
対しアンモニア注入量指令値として送出する非線形補償
手段とを備えた脱硝制御装置を要旨とするものである。

【００３９】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の脱硝制御装置において、フィードバック量を
出力する制御演算手段の代わりに、窒素酸化物排出量設
定値に制御演算を施す第１の制御演算手段と、未反応残
留窒素酸化物量に制御演算を施す第２の制御演算手段
と、第１および第２の分散制御演算手段の出力の偏差を
求めフィードバック量として出力する手段とを備えた脱
硝制御装置を要旨とするものである。

【００４０】請求項４に記載の発明は、請求項１または
２に記載の脱硝制御装置において、非線形補償部が、窒
素酸化物排出量設定値を窒素酸化物発生量計算値で除算
して残留可能な窒素酸化物の割合を求める除算手段と、
残留可能な窒素酸化物の割合に、脱硝プロセス部の脱硝
反応特性に対する逆反応特性関数演算を施して所定の窒
素酸化物量が残留するときの必要なモル比を求める逆反
応特性関数演算部と、窒素酸化物発生量計算値と逆反応
特性関数演算部によって求められたモル比との積を出力
する乗算手段とからなっている脱硝制御装置を要旨とす
るものである。

【００４１】請求項５に記載の発明は、請求項１ないし
４のいずれかに記載の脱硝制御装置において、排ガス流
量またはそれに関連する量に基づいて外乱補償量を求
め、求めた外乱補償量によりアンモニア注入量指令値を
補正する動特性補償手段をさらに備えた脱硝制御装置を
要旨とするものである。

【００４２】

【作用】請求項１に記載の発明においては、フィードバ
ック制御系とフィードフォワード制御系とを有する脱硝
制御装置において、フィードフォワード制御系に、脱硝
プロセス部における脱硝反応プロセスの非線形性を補償
するための非線形補償手段を設けることにより、脱硝反
応プロセスの非線形性による不安定性および応答性不良
を回避し、安定かつ高応答性の制御を達成することがで
きる。

【００４３】請求項２に記載の発明においては、フィー
ドバック制御系とフィードフォワード制御系とを有する
脱硝制御装置において、両制御系に共通に、脱硝プロセ
ス部における脱硝反応プロセスの非線形性を補償するた
めの非線形補償手段を設けることにより、脱硝反応プロ
セスの非線形性による不安定性および応答性不良を回避
し、安定かつ高応答性の制御を達成することができる。

【００４４】請求項３に記載の発明においては、フィー
ドバック制御系に設けられる制御手段を各入力信号回路
に分割挿入して２自由度型に構成することにより、脱硝
制御性の一層の向上を図ることができる。

【００４５】請求項４に記載の発明は非線形補償手段の
具体構成に関するものであり、これにより請求項１また
は２に記載の発明を容易に実施することができる。

【００４６】請求項５に記載の発明においては、排ガス
流量等の物理量に基づいて外乱補償量を求め、求めた外
乱補償量によりアンモニア注入量指令値を補正する動特
性補償手段を備えることにより、ＮＯ_ｘ濃度を測定・分
析する濃度分析計の時間遅れによる制御系の動特性低下
を補償し、より良好な制御性能を達成することができ
る。

【００４７】要するに本発明は、脱硝反応プロセスの非
線形補償を行うことによって脱硝反応特性を線形化する
ことにより、制御対象の動特性を制御しやすくし、さら
に燃焼器への空気流量または排ガス流量信号を制御に用
いることによりＮＯ_ｘ濃度分析計の遅れによる不必要な
ＮＨ_３注入量修正を防止し、さらにフィードバック制御
系の制御演算を２自由度型に構成することにより設定値
追従性と外乱補償性の両者の制御性能を向上させ、結果
として脱硝制御性の顕著な向上を図るものである。

【００４８】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
して説明する。

【００４９】第１の実施例 （構成）図１は本発明の第１の実施例によって構成され
た脱硝制御装置２０Ａを示すものである。図１中、非線
形補償部２１０の内部構成については図２にその詳細を
示している。

【００５０】この実施例による脱硝制御装置２０Ａは、
図１２に示す脱硝制御装置２０のゲイン部２０２を省略
し、それに代わってに非線形補償部２１０を設けたもの
に相当する。非線形補償部２１０はＮＯ_ｘ排出量設定値
Ｑ３４とＮＯ_ｘ発生量計算部２０１によって得られたＮ
Ｏ_ｘ発生量計算値Ｑ２１とに基づいて非線形補償された
ＦＦ（フィードフォワード）量Ｑ３８を出力する演算手
段であって、図２に示すように、除算器２１１、逆反応
特性関数部２１２および乗算器２１３からなっている。

【００５１】（作用）まず図２を参照し、非線形補償部
２１０の作用について説明する。ＮＯ_ｘ排出量設定値Ｑ
３４およびＮＯ_ｘ発生量計算値Ｑ２１を入力し、除算器
２１１において、残留可能なＮＯ_ｘの割合ｃを次式によ
り求める。ここで、ａ＝Ｑ３４、ｂ＝Ｑ２１とする。 ｃ＝ａ／ｂ （１０）

【００５２】脱硝反応はすでに述べたとおり（１）〜
（８）式によって表すことができる。したがって、
（７）式の関数ｇ（ｘ₅ ／ｘ₆ ）の逆関数ｄ＝ｇ
^-1（ｃ）を逆反応特性関数部２１２において計算するこ
とにより、その計算結果として、割合ｃだけＮＯ_ｘが残
留するときの必要なモル比を求めることができる。そこ
で以下においては逆関数ｄをモル比とも称することにす
る。必要なモル比ｄが決まれば、このｄを得るために必
要なＮＨ_３量ｅ＝Ｑ３８は乗算器２１３において（１
１）式に従って求めることができる。 ｅ＝ｄ×ｂ （１１）

【００５３】こうして得られた必要なＮＨ_３量をＦＦ量
Ｑ３８として用い、加算器２０３に入力する。

【００５４】次に脱硝制御装置２０Ａの他の部分の作用
を図１に基づいて説明する。与えられるＮＯ_ｘ排出量設
定値Ｑ３４と未反応残留ＮＯ_ｘ量Ｑ３３の差を減算器２
０５において求めることにより、ＮＯ_ｘ偏差Ｑ３５を得
る。このＮＯ_ｘ偏差Ｑ３５をできるだけゼロに近づける
ために、ＰＩＤ型制御器２０６を用いてフィードバック
（ＦＢ）量Ｑ３６を得る。ＦＦ量Ｑ３８とＦＢ量Ｑ３６
を加算器２０３において加算することにより、ＮＨ_３注
入量指令値Ｑ３９を得ることができ、これを脱硝プロセ
ス部１８に対して送出する。

【００５５】（効果）図３（ａ）に示すようにＮＯ_ｘ発
生量Ｑ２０が徐々に変化したときを考える。このとき脱
硝プロセス部１８における脱硝反応の非線形性により、
必要なＮＨ_３注入量は刻々と変化するが、非線形補償部
２１０での演算により必要なＮＨ_３注入量を高精度に計
算することができる。このため未反応残留ＮＯ_ｘ量Ｑ３
３は理想的にはＮＯ_ｘ排出量設定値Ｑ３４と全く一致す
ることになる。

【００５６】実プラントの運転時には原因不明の外乱が
発生し、未反応残留ＮＯ_ｘ量Ｑ３３とＮＯ_ｘ排出量設定
値Ｑ３４との間に偏差を生ずることがある。このような
偏差は、図１の脱硝制御装置２０ＡにおけるＰＩＤ型制
御器２０６を通して解消することができる。

【００５７】以上のようにして脱硝反応特性の持つ非線
形性を補償し、脱硝制御性能を飛躍的に向上させること
ができる。

【００５８】第２の実施例 （構成）図４に本発明の第２の実施例に従って構成され
た脱硝制御装置２０Ｂを示す。この実施例は、図１の脱
硝制御装置２０Ａにおける非線形補償部２１０のＮＯ_ｘ
排出量設定値Ｑ３４の入力端にＰＩＤ型制御器２０６の
出力ＦＢ量Ｑ３６を入力するようにし、加算器２０３を
省略したものに相当する。この実施例は、図１の非線形
補償部２１０のＮＯ_ｘ排出量設定値Ｑ３４の代わりにＦ
Ｂ量Ｑ３６が用いられる点において図１の装置と異なる
が、他の点にはなんら変わりがない。

【００５９】（作用）この実施例において、非線形補償
部２１０における演算は、第１の実施例で説明したもの
と同一の演算式に従って行われる。ここで、以下の仮定
が満足されるときには、ＧＢ量Ｑ３６からＮＯ_ｘ濃度Ｑ
３１までは図５に示すように表すことができる。 （１）ＮＨ_３注入量Ｑ１２がＮＨ_３注入量指令値Ｑ３０
と一致する。 （２）ＮＯ_ｘ発生量計算値Ｑ２１が、実際のＮＯ_ｘ発生
量Ｑ２０と一致する。 （３）逆反応特性関数部２１２が、実際の反応特性の逆
関数になっている。すなわち（８）式は近似式である
が、それに代わって（１２）式が成立し、ｘ＝ｇ^-1（ｇ
（ｘ））が成り立つ。 ｘ₈ ＝（１−η）×ｘ₆ ＝ｇ（ｘ₅ ／ｘ₆ ）×ｘ₆ （１２） （４）未知の外乱の影響は無い。

【００６０】図５に示すシステムは非線形補償部２１０
の除算器２１１、逆反応特性関数部２１２および乗算器
２１３による補償作用が脱硝反応部２２０の除算式２２
１、脱硝反応特性式２２２および乗算式２２３で表され
る脱硝反応をちょうど補償することを示すものである。
図５のシステムは、ＮＯ_ｘ発生量Ｑ２０が変動してもＮ
Ｏ_ｘ濃度Ｑ３１は変化しないこと、ＮＯ_ｘ濃度Ｑ３１は
ＦＢ量Ｑ３６によってのみ変動することを示すものであ
る。

【００６１】（効果）図４に示す実施例によれば、ＮＯ
_ｘ発生量Ｑ２０がいくら変動してもＮＯ_ｘ濃度Ｑ３１は
変動せず、したがって未反応残留ＮＯ_ｘ量Ｑ３３には影
響を与えず、ＦＢ量Ｑ３６のみによって未反応残留ＮＯ
_ｘ量Ｑ３３を変動させることができる。ＦＢ量Ｑ３６は
ＮＯ_ｘ偏差Ｑ３５をゼロにするように変化するので、Ｎ
Ｏ_ｘ排出量設定値Ｑ３４と未反応残留ＮＯ_ｘ量Ｑ３３を
一致させることができる。

【００６２】以上のようにして脱硝反応特性の持つ非線
形性を補償し、脱硝制御性能を向上させることができ
る。

【００６３】第３の実施例 （構成）図６に本発明の第３の実施例を示す。この実施
例による脱硝制御装置２０Ｃは図１の実施例におけるＰ
ＩＤ形制御器２０６を除去し、それを２分割して減算器
２０５の各入力端にそれぞれＰＩＤ形制御器２０７ない
し２０８を挿入したものに相当する。他の構成部分は変
わりがない。

【００６４】（作用）この実施例において、非線形補償
部２１０における演算は第１の実施例において説明した
ものと変わりがない。第１の実施例においては理想的な
状態についてはＮＯ_ｘ発生量Ｑ２０の変動の影響を完全
に抑制することができるが、実際のプラント運転時には
考慮しきれなかった特性変化や外乱の発生に対してまで
は考慮していない。そのような時に設定値追従性が良
く、外乱補償応答が優れている制御器の構成として２自
由度型のものがある。

【００６５】２自由度型の制御器の構成方法には種々あ
るが、適当な等価変換を施すことにより図６に示した２
組のＰＩＤ形制御器２０７，２０８を設ける構成によっ
て等価機能を実現することができる。

【００６６】（効果）プラント運転条件が理想的な場合
は、第１の実施例において述べたとおりの効果を奏する
ことができる。

【００６７】プラントの運転条件が理想的でない場合に
は、２組のＰＩＤ型制御器２０７，２０８のパラメータ
（ＰＩＤ各要素）を適切にチューニングすることによっ
て、プラントの運用時に何らかの外乱要因によって未反
応ＮＯ_ｘ量Ｑ３３が変動したときにその影響を抑制する
機能、およびＮＯ_ｘ排出量設定値Ｑ３４と未反応残留Ｎ
Ｏ_ｘ量Ｑ３３との偏差を解消する機能を実現することが
できる。

【００６８】実プラントの運用時は系統の負荷要求に伴
いプラント運転条件が刻一刻と変化し、それに伴ってＮ
Ｏ_ｘ排出量設定値Ｑ３４やＮＯ_ｘ発生量Ｑ２０が変化
し、排ガス流速や温度、圧力等が変化してプラント特性
が微妙に変化する。また未知外乱によっても運転条件が
乱されるため、その影響を抑制することは大切であり、
２自由度型構成はそのような場合に対する手段として実
運用時に有効なものである。

【００６９】第４の実施例 （構成）図７に本発明の第４の実施例に従って構成され
た脱硝制御装置２０Ｄを示すものである。この実施例
は、２自由度型の制御器構成という点で図６の実施例に
類似するが、その制御器の配置位置という点では図４の
実施例に類似するものである。この実施例においては、
図４の脱硝制御装置２０ＢにおけるＰＩＤ形制御器２０
６を除去し、その代わりに減算器２０５の各入力端にそ
れぞれＰＩＤ形制御器２０７ないし２０８を挿入したも
のに相当する。他の構成部分には変わりがない。２組の
ＰＩＤ形制御器２０７，２０８によって２自由度型の制
御器構成としている。

【００７０】（作用）この実施例において、理想的な状
態についてはＮＯ_ｘ発生量Ｑ２０の変動の影響を完全に
抑制することができるという点ではすでに述べたところ
と同様に作用する。この実施例の特徴は、２自由度型の
制御器構成としたことにより、実際のプラント運転時に
は考慮しきれなかった特性変化や外乱の発生があったと
きの設定値追従性が良く、外乱補償応答が優れているこ
とである。

【００７１】（効果）プラント運転条件が理想的な場合
は、第２の実施例（図４）において述べたとおりの効果
を奏することができる。

【００７２】プラントの運転条件が理想的でない場合で
るが、この場合は、２つのＰＩＤ型制御器２０７，２０
８のパラメータを適切にチューニングすることによっ
て、プラント運用時に何らかの外乱要因によって未反応
残留ＮＯ_ｘ量Ｑ３３が変動したときにその影響を抑制す
る機能、およびＮＯ_ｘ排出量設定値Ｑ３４と未反応残留
ＮＯ_ｘ量Ｑ３３との偏差を解消する機能を実現すること
ができる。

【００７３】実プラント運用時は系統の負荷要求に伴
い、プラント運転条件は刻一刻と変化し、それに伴って
ＮＯ_ｘ排出量設定値Ｑ３４やＮＯ_ｘ発生量Ｑ２０が変化
し、排ガス流速や温度、圧力等が変化してプラント特性
が微妙に変化する。また未知外乱により運転条件が乱さ
れるため、その影響を抑制することは大切であり、この
実施例による２自由度型制御器構成は実運用時に有効な
ものである。

【００７４】第５の実施例 （構成）図８に本発明の第５の実施例による脱硝制御装
置２０Ｅを示す。この実施例は第１の実施例（図１）を
基本とし、それに動特性補償部２１５を付加したものに
相当する。これに伴って加算器２０３は３入力型に構成
されている。動特性補償部２１５は排ガス流量Ｑ３２に
基づいて外乱補償量Ｑ２２を演算し、その演算結果（外
乱補償量Ｑ２２）を加算器２０３の第３の入力端に入力
する。他の部分は図１のものと変わりがない。

【００７５】動特性補償部２１５の詳細構成を図９に示
す。動特性補償部２１５は、入力信号を各制御周期ごと
に一つずつずらす機能を持つ１つ以上の信号シフト部２
１６と、信号を等倍して出力する１つ以上のゲイン部２
１７と、各ゲイン部２１７の出力を加算する加算部２１
８およひび２１９から構成される。

【００７６】（作用）この実施例において、非線形補償
部２１０におけるＦＦ量Ｑ３８を算出する演算、および
ＰＩＤ型制御器２０６を用いてＦＢ量Ｑ３６を算出する
演算は、第１の実施例（図１）において説明したのと同
様である。この実施例においては、それに、排ガス流量
Ｑ３２を用いて動特性補償演算を行う動特性補償部２１
５により外乱補償量Ｑ２２を演算する。外乱補償量Ｑ２
２、ＦＦ量Ｑ３８およびＦＢ量Ｑ３６は加算器２０３に
おいてすべて加算され、ＮＨ_３注入量指令値Ｑ３９とし
て脱硝制御装置２０Ｅから脱硝プロセス部１８に向けて
出力される。

【００７７】（効果）プラント運転条件が理想的で排ガ
ス流量が変動しない場合は、第１の実施例にて述べたと
おりの作用・効果を奏することは明らかである。動特性
補償部２１５の機能は脱硝制御系の制御目的によって異
なる。以下、未反応残留ＮＯ_ｘ量Ｑ３３の瞬時値を制御
目的とする場合について述べる。

【００７８】図１４を参照して、同図（ａ）に示すよう
な排ガス流量Ｑ３２の変化による、同図（ｃ）に示すよ
うなる未反応残留ＮＯ_ｘ量Ｑ３３の変動は、分析計１６
による検出分析に時間遅れがあるというプラントの特徴
から、避けることのできない特性である。したがって、
不必要なＮＨ_３注入量Ｑ１２の変動を抑制し、図１５
（ｃ）に示すように未反応残留ＮＯ_ｘ量Ｑ３３が振動的
に振る舞うのを抑制するのが最も効果的である。このた
めには、図１５（ｄ）に示すＮＨ_３注入量Ｑ１２の変動
を打ち消すような信号を動特性補償部２１５から出力す
るようにすればよい。その結果、図１４（ｄ）に示すよ
うにＮＨ_３注入量Ｑ１２は変動せず、未反応残留ＮＯ_ｘ
量Ｑ３３の振動的な応答を抑制することができる。

【００７９】移動時間平均値が制御目的であるような場
合は、図１０（ａ）に示す排ガス流量信号に対して、同
図（ｃ）に示すように未反応残留ＮＯ_ｘ量Ｑ３３の斜線
部の面積（ＮＯ_ｘ排出量設定値Ｑ３４に対する偏差）が
設定値ラインの上下で等しくなれば理想的である。近似
的にはＮＨ_３注入量Ｑ１２がＦＢ量Ｑ３６によって一度
増加したあと、元の値にまで戻ったところで変化を終了
させれば、未反応残留ＮＯ_ｘ量Ｑ３３は元の値に戻って
整定すると考えられる。そこで、ＮＨ_３注入量Ｑ１２が
元の値に戻ったあと、ＦＢ量Ｑ３６を打ち消すような信
号量を出力するように、動特性補償部２１５のゲイン部
２１７のゲインを調整すればよい。

【００８０】以上のようにして排ガス流量Ｑ３２の変化
時の動特性補償を行うことにより、より制御性の良好な
脱硝制御装置２０Ｅを構成することができる。

【００８１】他の実施例 上記第５の実施例においては、第１の実施例による脱硝
制御装置２０Ａと動特性補償部２１５との組み合わせに
係る脱硝制御装置２０Ｅについて説明したが、動特性補
償部５１０は第２の実施例から第４の実施例までのいず
れと組み合わせても同様の効果が得られるのは明らかで
ある。

【００８２】また、第５の実施例においては排ガス流量
Ｑ３２を用いて動特性補償を行う場合について述べた
が、その趣旨は分析計１６の時間遅れによる制御特性劣
化要因の補償にある。したがって、排ガス流量Ｑ３２の
代わりに、たとえば燃焼器１への供給空気を調節するＩ
ＧＶ（入口空気調節板）開度指令値など、そのパラメー
タが変化することにより排ガス流量Ｑ３２の変化を計算
することの可能なものであれば、それらを用いて動特性
補償を行うことも可能である。

【００８３】さらに、上記実施例においてはフィードバ
ック制御器としてＰＩＤ型（比例・積分・微分の各動作
要素を備えた）制御器を用いているが、ＰＩ型（比例・
積分の動作要素を備えた）制御器、あるいはＩ型（積分
の動作要素を備えた）制御器などを用いても同様の機能
を実現することができる。また、更に高次の制御器、た
とえば最適レギュレータ（ＬＱＲ）などを用いることも
できる。すなわち本発明は制御器の形式には依存しない
ものである。

【００８４】さらにまた上記実施例においては個々のブ
ロックで表現された機能要素をディスクリート回路部品
であるものとして説明したが、これらは適宜集約したり
逆に分割したりして構成することができる。また、各機
能要素の機能をマイクロプロセッサを用いてソフトウェ
アによって実現することもできる。

【００８５】

【発明の効果】以上述べたとおり、本発明によれば次の
効果を奏することができる。請求項１に記載の発明によ
れば、フィードフォワード制御系に非線形補償部を設け
ることにより、脱硝反応プロセスの持つ非線形性を補償
し、幅広い運転点に対して安定かつ高応答性の脱硝制御
を達成することができる。

【００８６】請求項２に記載の発明によれば、フィード
フォワード制御系およびフィードバック制御系に共通に
非線形補償部を設けることにより、脱硝反応プロセスの
持つ非線形性を補償し、幅広い運転点に対して安定かつ
高応答性の脱硝制御を達成することができる。

【００８７】請求項３に記載の発明によれば、フィード
バック制御系に設けられる制御手段を２自由度型に構成
することにより、設定値追従性・外乱補償特性の両者の
制御性を向上させることができる。

【００８８】請求項４に記載の発明によれば、非線形補
償手段を具体化し、請求項１または２に記載の発明を容
易に実施することができる。

【００８９】請求項５に記載の発明によれば、排ガス流
量等の変化に対する動特性補償機能を備えることによ
り、分析計の分析時間遅れに起因する動特性制御機能の
劣化を抑制し、高精度の制御を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による脱硝制御装置のブロッ
ク図。

【図２】図１の制御装置における非線形補償部の内部構
成を示すブロック図。

【図３】図１の制御装置の制御効果を説明するための特
性線図。

【図４】本発明の第２の実施例による脱硝制御装置のブ
ロック図。

【図５】図４の制御装置の非線形補償機能を説明するた
めのブロック図。

【図６】本発明の第３の実施例による脱硝制御装置のブ
ロック図。

【図７】本発明の第４の実施例による脱硝制御装置のブ
ロック図。

【図８】本発明の第５の実施例による脱硝制御装置のブ
ロック図。

【図９】図８の制御装置における動特性補償部の内部構
成を示すブロック図。

【図１０】図８の制御装置の機能および効果を説明する
ための特性線図。

【図１１】脱硝制御装置を備えた発電プラントの構成例
を示す機器配置図。

【図１２】従来の脱硝制御装置のブロック図。

【図１３】従来の脱硝制御装置の制御特性を示す特性線
図。

【図１４】窒素酸化物発生量を制御していないときの排
ガス流量の変化による窒素酸化物濃度および未反応残留
窒素酸化物発生量の応答を示す特性線図。

【図１５】窒素酸化物発生量が一定で排ガス流量が変化
したときの窒素酸化物濃度および未反応残留窒素酸化物
発生量の応答を示す特性線図。

【符号の説明】

１ 燃焼器 ２ 燃料調節弁 ３ 圧縮機 ４ ガスタービン ５ 排熱回収ボイラ ６ 発電機 １１ 煙突 １２ アンモニアスプレイ部 １３ 触媒部 １４ アンモニア注入量調節弁 １６ ＮＯ_ｘ濃度分析計 １８ 脱硝プロセス部 ２０，２０Ａ〜２０Ｅ 脱硝制御装置 ２０１ ＮＯ_ｘ発生量計算部 ２０４ 乗算器 ２０６，２０７，２０８ ＰＩＤ型制御器 ２１０ 非線形補償部 ２１１ 除算器 ２１２ 逆反応特性関数部 ２１３ 乗算器 ２１５ 動特性補償部 ２１６ 信号シフト部 ２１７ ゲイン部 ２２０ 脱硝反応部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中 本 政 志 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番 地 株式会社東芝 京浜事業所内 (56)参考文献 特開 平４−358520（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−216829（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01D 53/94 B01D 53/86 G05B 11/32

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】窒素酸化物を含む発電プラントの燃焼排ガ
   スにアンモニアを注入し触媒の作用下で窒素ガスおよび
   水蒸気に分解する脱硝プロセス部に対してアンモニア注
   入量指令値を与える脱硝制御装置であって、 燃焼器に供給される燃料流量および空気流量に基づいて
   窒素酸化物発生量計算値を求める窒素酸化物発生量計算
   手段と、 前記窒素酸化物発生量計算値に、窒素酸化物排出量設定
   値を用いて、脱硝プロセス部における脱硝反応プロセス
   の非線形性を補償するための補正を加えフィードフォワ
   ード量として出力する非線形補償手段と、 前記脱硝プロセス部の出側の排ガス中に含まれる未反応
   残留窒素酸化物量の窒素酸化物排出量設定値に対する偏
   差に制御演算を加えフィードバック量として出力する制
   御演算手段と、 前記非線形補償手段によって求められたフィードフォワ
   ード量と前記制御演算手段によって求められたフィード
   バック量との和を求め、前記脱硝プラントに対しアンモ
   ニア注入量指令値として送出する加算手段とを備えた脱
   硝制御装置。
2. 【請求項２】窒素酸化物を含む発電プラントの燃焼排ガ
   スにアンモニアを注入し触媒の作用下で窒素ガスおよび
   水蒸気に分解する脱硝プロセス部に対してアンモニア注
   入量指令値を与える脱硝制御装置であって、 燃焼器に供給される燃料流量および空気流量に基づいて
   窒素酸化物発生量計算値を求める窒素酸化物発生量計算
   手段と、 前記脱硝プロセス部の出側の排ガス中に含まれる未反応
   残留窒素酸化物量の窒素酸化物排出量設定値に対する偏
   差に制御演算を加えフィードバック量として出力する制
   御演算手段と、 前記窒素酸化物発生量計算値に、前記制御演算手段から
   出力されるフィードバック量を用いて、脱硝プロセス部
   における脱硝反応プロセスの非線形性を補償するための
   補正を加え、前記脱硝プラントに対しアンモニア注入量
   指令値として送出する非線形補償手段とを備えた脱硝制
   御装置。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載の脱硝制御装置に
   おいて、前記フィードバック量を出力する制御演算手段
   の代わりに、前記窒素酸化物排出量設定値に制御演算を
   施す第１の制御演算手段と、前記未反応残留窒素酸化物
   量に制御演算を施す第２の制御演算手段と、前記第１お
   よび第２の分散制御演算手段の出力の偏差を求めフィー
   ドバック量として出力する手段とを備えた脱硝制御装
   置。
4. 【請求項４】請求項１または２に記載の脱硝制御装置に
   おいて、前記非線形補償部は、 前記窒素酸化物排出量設定値を窒素酸化物発生量計算値
   で除算して残留可能な窒素酸化物の割合を求める除算手
   段と、 前記残留可能な窒素酸化物の割合に、前記脱硝プロセス
   部の脱硝反応特性に対する逆反応特性関数演算を施して
   所定の窒素酸化物量が残留するときの必要なモル比を求
   める逆反応特性関数演算部と、 前記窒素酸化物発生量計算値と前記逆反応特性関数演算
   部によって求められたモル比との積を出力する乗算手段
   とからなっている脱硝制御装置。
5. 【請求項５】請求項１ないし４のいずれかに記載の脱硝
   制御装置において、排ガス流量またはそれに関連する物
   理量に基づいて外乱補償量を求め、求めた外乱補償量に
   より前記アンモニア注入量指令値を補正する動特性補償
   手段をさらに備えた脱硝制御装置。