JP3702094B2 - アンモニア注入装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、重油、重質油、オリマルジョン焚ボイラ等の排ガス処理における電気集塵装置(以下EPと記す)用のアンモニア(以下NH3 と記す)注入装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
重油等を燃焼するボイラ排ガス中には、燃料中のイオウ(S)分の燃焼に伴う二酸化イオウ(以下SO2 と記す)が存在するが、そのSO2 の一部はボイラ内および脱硝装置内において三酸化イオウ(以下SO3 と記す)に転化する。
【0003】
このSO3 を含むガスをEPで処理する場合、EPの腐食防止やアシッドスマット防止および可視煙の防止等の目的でEP前にNH3 ガスを注入し、SO3 を硫安分〔(NH4 )2 SO4 〕に変えEPで捕集除去するシステムが一般に採用されている。
【0004】
本システムを運転する場合、最も重要なことは、NH3 注入量不足により発生する酸性硫安(NH4 HSO4 )の生成を防止することである。酸性硫安は融点が約147℃と低く、ガス温度(通常140〜160℃程度)条件で溶融するため、EP内へ付着して荷電状態の悪化を招いてEPの性能を低下させたり、EPホッパ内で固結して灰処理運転に支障が生じ安定運転が不可能となる。
【0005】
酸性硫安の生成を防止するためには、図4に示すようにガス温度に応じて一定量以上の余剰NH3 を持たせ、常に硫安安定域で運転する必要がある。従来のNH3 注入量制御は、一般に図3に示すようにボイラ燃料流量又はボイラ負荷(本発明では単に燃料流量と記す)に対する比例制御が採用されており、初期設定値a0 は煙道ガス中の余剰NH3 を手分析により測定し、注入量カーブを決定していた。
【0006】
しかしながらSO2 からSO3 への転化率は経時的に増加すること、燃料S分の変化やボイラ出口の空気過剰率の変化等に伴ない変動するため、初期設定値はこれらSO3 変動要因を考慮して十分余裕を持たせると共に、数ケ月毎に手分析により余剰NH3 量を測定し、その結果に基づき注入量カーブをa1 ,a2 ・・・と設定変更する必要があった。
【0007】
このような従来技術には次のような問題があり、改善が望まれていた。
(1)余剰NH3 量が過大になり、高価なNH3 の消費量が多くなり運転経費が高くつく。
(2)余剰NH3 は湿式脱硫装置が設置された場合、脱硫排水中に含まれるN分を増加させ、海域等の汚染源となる。また、湿式脱硫装置が設置されない場合は、余剰NH3 が煙突より大気中に排出され大気汚染の原因となる。
(3)定期的な余剰NH3 の手分析を行うのに多大の人手と費用がかかる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
従来のアンモニア注入装置は前記したような問題点を有していたことに鑑み、本発明は排ガス中のSO3 を硫安分に変えるために排ガス中に注入するNH3 ガスの適正な余剰NH3 量を維持可能にしたNH3 注入装置を提供することを課題としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は、予め設定された燃料流量−NH3 注入量曲線に基き、燃料流量信号によりNH3 注入量を設定し、その設定値を電気集塵機出口煙道に設置したNH3 分析計により測定したNH3 濃度と予じめ設定した余剰NH3 濃度の偏差分により補正するフィードバック制御システムを有するNH3 注入装置において、予め定めた一定運転条件時のNH3 注入量実績に基づいて前記燃料流量−NH3 注入量曲線を毎日自動的に経時補正するよう構成したNH3 注入装置を提供する。
【0010】
本発明によるNH3 注入装置は前記した構成を有していて、予め設定された燃料流量−NH3 注入量曲線が予め定めた一定運転条件時のNH3 注入実績に基づいて経時的に毎日自動的に補正されるので、最新の状態に見合ったNH3 注入量曲線が保有されフィードバック補正量の少い安定した制御がなされる。こうして、本発明のNH3 注入装置によれば、常に必要最少限のNH3 注入量を維持することができる。
【0011】
【発明の実施形態】
以下、本発明によるNH3 注入装置を図示した実施形態に基づいて具体的に説明する。図1は、本発明によるNH3 注入装置を重油焚ボイラ用EPのNH3 注入装置に適用した場合の実施の一形態を示すブロック図である。
【0012】
図1において、1は重油流量信号、2はEP出口煙道で検出した余剰NH3 濃度信号、3はNH3 流量計検出信号を示している。4は関数発生器、5は重油S分補正係数、6は経時変化補正係数を示している。7は調節計、8はフィードバック制御量変数値、9はNH3 注入量調節計、10はNH3 流量調節弁を示している。
【0013】
図1において、重油流量信号1により、関数発生器4から予め設定された重油流量とNH3 注入量曲線f(x)に基づくNH3 注入量信号が発信され、この値は重油S分補正係数5と後記する経時変化補正係数6により補正される。こうして得られたNH3 注入量信号がフィードフォワード信号としてNH3 注入制御主ループのカスケード信号として設定される。
【0014】
EP出口煙道に設置したNH3 分析計からの余剰NH3 濃度信号2は調節計7に与えられ、調節計7では、予め設定された余剰NH3 の設定値(例えば10ppm)との偏差を求め、その偏差によるフィードバック制御信号が、重油流量信号1とフィードバック制御量変数値8により補正される。これをサブループとする。このサブループにより補正された信号は前の注入量信号のフィードフォアード信号を加減算して、NH3 流入量調節計9に送られ、NH3 流量計検出信号3との偏差によりNH3 流量調節弁10を調節する。
【0015】
前記した経時変化補正係数6は、一定条件例えば図2に示す重油流量100%到達1時間後のNH3 注入量aを毎日チェックし、その値が現設定値を上廻れば自動的にa′に設定値が変化するよう、経時変化補正係数6は自動的に更新される。
【0016】
EP出口煙道に設置したNH3 分析計からの余剰NH3 濃度信号2はプロセスとしてのNH3 濃度変化の遅れや分析計自体の無駄時間のための遅れが大きいが、最も敏感な重油流量によるNH3 注入量をフィードフォワード信号として制御するため、ボイラ負荷変動に対する追従遅れが防止できる。
【0017】
また、重油流量によるカスケード制御は、前記したように経時変化補正係数6で補正された経時可変NH3 注入量信号によって行なうため、SO2 からSO3 への転化率が経時的に上昇しても、常に最新の転化率に見合った注入量曲線f(x)を保有することになり、サブループによるフィードバック補正量が少なく安定した制御が可能となる。
【0018】
また、NH3 分析計故障時等フィードバック制御を切離して一定期間運転する場合も、NH3 注入量の大幅な過不足を避けて運転することができる。
【0019】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によるNH3 注入装置は、予め設定された燃料流量−アンモニア注入量曲線に基き、燃料流量信号によりアンモニア注入量を設定し、その設定値を電気集塵機出口煙道に設置したアンモニア分析計により測定したアンモニア濃度と予じめ設定した余剰アンモニア濃度の偏差分により補正するフィードバック制御システムを有するアンモニア注入装置において、予め定めた一定運転条件時のアンモニア注入量実績に基づいて前記燃料流量−アンモニア注入量曲線を毎日自動的に経時補正するよう構成している。
【0020】
従って、本発明のNH3 注入装置によれば、予じめ設定された燃料流量−NH3 注入量曲線が予め定めた一定運転条件時のNH3 注入実績に基づいて経時的に毎日自動補正されるので、最新の状態に見合ったNH3 注入量曲線が保有される。これによってフィードフォアード信号とフィードバック補正量の少い信号として安定したNH3 注入量制御がなされ、常に必要最少限の余剰NH3 注入量を維持することができる。
【0021】
以上のとおり、本発明のアンモニア注入装置によればNH3 注入量が節減され運転経費が節約できる。また、脱硫排水中のN分と、大気放出NH3 の低減が可能となる上、定期的なNH3 分析を必要としないので経費の節減が可能である。
【0022】
こうして、本発明のアンモニア注入装置によれば、ボイラ運転条件の変化や経時変化によりSO2 からSO3 への転化率が変化してもNH3 注入量不足が避けられるので、EPにおける性能低下が生じない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態によるアンモニア注入装置を示す系統図。
【図2】重油流量とNH3 注入量の関係の変化を示す線図。
【図3】燃料流量とNH3 注入量の設定状態を示すグラフ。
【図4】硫安生成におけるガス温度と余剰NH3 濃度との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
1 重油流量信号
2 余剰NH3 濃度信号
3 NH3 流量計検出信号
4 関数発生器
5 重油S分補正係数
6 経時変化補正係数
7 調節計
8 フィードバック制御量変数値
9 NH3 注入量調節計
10 NH3 流量調節弁
Claims (1)
- 予め設定された燃料流量−アンモニア注入量曲線に基き、燃料流量信号によりアンモニア注入量を設定し、電気集塵装置出口煙道に設置したアンモニア分析計により測定したアンモニア濃度と予じめ設定した余剰アンモニア濃度の偏差分により補正するフィードバック制御システムを有するアンモニア注入装置において、予め定めた一定運転条件時のアンモニア注入量実績に基づいて、前記燃料流量−アンモニア注入量曲線を毎日自動的に経時補正するよう構成したことを特徴とするアンモニア注入装置。
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JP13977098A JP3702094B2 (ja) | 1998-05-21 | 1998-05-21 | アンモニア注入装置 |
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Family Applications (1)
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JP13977098A Expired - Lifetime JP3702094B2 (ja) | 1998-05-21 | 1998-05-21 | アンモニア注入装置 |
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1998
- 1998-05-21 JP JP13977098A patent/JP3702094B2/ja not_active Expired - Lifetime
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