JP3997340B2 - 排煙脱硫装置の吸収塔循環ポンプ台数制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石炭焚ボイラの下流に備えられる排煙脱硫装置の吸収塔循環ポンプ台数制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、吸収剤として石灰（石灰石、消石灰又は生石灰）を用いた排煙脱硫装置は、一般に図７に示されるように、下部に形成された液溜り部１の吸収液２を、複数台（図７の例では十台）の循環ポンプ３の作動により、上部に配設されたスプレーノズル４から噴霧して循環させると共に、図示していない石炭焚のボイラから供給される排ガスを前記スプレーノズル４から噴霧された吸収液２と接触せしめた後排出させる吸収塔５の前記液溜り部１に、酸化用の空気を供給する酸化空気ブロワ６を接続すると共に、液溜り部１内の吸収液２を撹拌する撹拌機７を設け、後述する母液タンク２５から供給される吸収液２３とサイロ８から供給される石灰９を混合して吸収剤スラリー１０を生成し且つ該吸収剤スラリー１０を前記吸収塔５の液溜り部１に供給するための吸収剤スラリーピット１１を設け、前記吸収塔５の底部から吸収液２の一部が供給され且つ前記吸収塔５の液溜り部１へ供給されるカセイソーダ等の中和剤１２の一部が供給され前記吸収液２と中和剤１２を混合撹拌する中和タンク１３を設け、該中和タンク１３から抽出された吸収液１４を濃縮せしめるシックナ１５を設け、該シックナ１５で濃縮された吸収液１６が供給され該吸収液１６を撹拌する石膏分離機供給タンク１７を設け、該石膏分離機供給タンク１７から抽出される吸収液１６を脱水し石膏１９を生成するための石膏分離機２０を設け、該石膏分離機２０で脱水された水２１が供給され該水２１の一部を前記シックナ１５へ供給するための濾液ピット２２を設け、更に、前記シックナ１５から上澄みの吸収液２３が供給され該吸収液２３の一部を排水処理装置２４と吸収剤スラリーピット１１へ供給し且つ残りを前記吸収塔５の液溜り部１へ送るための母液タンク２５を設けてなる構成を有している。
【０００３】
尚、図７中、１８は吸収塔５へ適宜補給される補給水、２６は吸収剤スラリー１０を吸収塔５へ供給するための吸収剤スラリーポンプである。
【０００４】
前述の如き排煙脱硫装置の場合、吸収液２が循環ポンプ３の作動により循環しており、吸収塔５に送り込まれた排ガスは、スプレーノズル４から噴霧される吸収液２と接触することにより、ＳＯ2（硫黄酸化物）が吸収除去された後、外部へ排出される。
【０００５】
一方、前記排ガスからＳＯ2を吸収した吸収液２の一部は、吸収塔５の液溜り部１の底部から中和タンク１３へ供給され、該中和タンク１３において中和剤１２と混合撹拌され、該混合撹拌された吸収液１４がシックナ１５へ送られ、該シックナ１５において濃縮され、該濃縮された吸収液１６が石膏分離機供給タンク１７を経て石膏分離機２０へ送られ、該石膏分離機２０において水分が除去され石膏１９が生成される。
【０００６】
前記石膏分離機２０で脱水された水２１は、濾液ピット２２を経て前記シックナ１５へ戻され、又、該シックナ１５における前記吸収液１４の濃縮時に出る上澄みの吸収液２３は、母液タンク２５を経て排水処理装置２４と吸収剤スラリーピット１１へ供給されると共に、前記吸収塔５の液溜り部１へ送られる。
【０００７】
前記吸収剤スラリーピット１１へ供給された吸収液２３は、該吸収剤スラリーピット１１においてサイロ８から供給される石灰９と混合され、吸収剤スラリー１０として吸収剤スラリーポンプ２６の作動により前記吸収塔５の液溜り部１に供給される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の如き従来の排煙脱硫装置においては、循環ポンプ３の運転台数は、ボイラ負荷指令（発電機出力指令）［ＭＷ］とは無関係に、脱硫性能に余裕を見込んだ台数として略一定に制御されており、必要以上に噴霧される吸収液２の量が多くなって消費電力も嵩み無駄が多くなるという欠点を有していた。
【０００９】
このため、最近では、ボイラ負荷目標値に応じて循環ポンプ３の運転台数を先行的に制御する方法も提案されている。
【００１０】
実際の発電所等においては、ボイラの燃料としてさまざまな種類の石炭が単独で或いはブレンドされて使用され、同じボイラ負荷であっても炭種が異なると、排煙脱硫装置に導入される排ガス中のＳＯ2濃度並びに排ガス量が変化するため、本来ならば、前記炭種の変更、即ち排ガス中のＳＯ2濃度並びに排ガス量の変化に応じて循環ポンプ３の運転台数を増減させるのが理想であるが、前述の如きボイラ負荷目標値に応じて循環ポンプ３の運転台数を先行的に制御する方法の場合、ボイラの燃料として使用される炭種に応じて循環ポンプ３の運転台数を変化させるようにはなっておらず、どんな炭種が来てもいいようにある程度の余裕を見込んだ運転台数を、ボイラ負荷に対する関数として設定しているため、依然として無駄が多くなることは避けられないのが現状であった。
【００１１】
また、従来における石炭焚ボイラにおいては、ボイラに微粉炭を供給するミルの起動時と停止時に、ボイラ出口、即ち吸収塔入口のＳＯ2濃度が上昇することが知られているが、このようなミルの起動、停止時におけるＳＯ2濃度の上昇をも考慮した余裕のある運転台数を設定する必要があるために、更に無駄が多くなるという問題を有していた。
【００１２】
本発明は、斯かる実情に鑑み、必要以上に噴霧される吸収液の量を最小限に抑えて消費電力の無駄を抑制しつつ、所望の脱硫性能を確保し得る排煙脱硫装置の吸収塔循環ポンプ台数制御方法を提供しようとするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、吸収剤として石灰を用いた吸収液を複数台の循環ポンプの作動により噴霧して循環させつつ、石炭焚ボイラから排出される排ガスと接触せしめて排ガス中のＳＯ2を吸収除去する吸収塔を備えた排煙脱硫装置の吸収塔循環ポンプ台数制御方法であって、
排煙脱硫装置の運転の開始時は、予めわかっている炭種の試運転でのデータに基づき、ボイラ負荷に対する吸収塔入口ＳＯ 2 濃度の換算値を表わす第一の関数と、ボイラ負荷に対する吸収塔入口排ガス量の換算値を表わす第二の関数を想定し、更に、第一の関数により求めた吸収塔入口ＳＯ 2 濃度と第二の関数により求めた吸収塔入口排ガス量を入力して目標脱硫率を得るための適正なポンプ台数を求める第三の関数を想定して、ボイラ負荷目標値に対応した適正な運転台数になるように先行的に循環ポンプの運転台数を制御して運転を開始し、
運転開始後は検出される実際の吸収塔入口ＳＯ2濃度と吸収塔入口排ガス量とに基づき、ボイラ負荷に対する吸収塔入口ＳＯ2濃度の換算値を表わす第一の関数と、ボイラ負荷に対する吸収塔入口排ガス量の換算値を表わす第二の関数とを最新のデータに基づき時々刻々書き換え、ボイラ負荷目標値から前記第一の関数により求めた吸収塔入口ＳＯ 2 濃度とボイラ負荷目標値から前記第二の関数により求めた吸収塔入口排ガス量が時々刻々書き換えられて第三の関数に入力されることにより目標脱硫率を得るための適正なポンプ台数が求められて、与えられるボイラ負荷目標値に対応してその時点での適正な運転台数になるように先行的に循環ポンプの運転台数を制御し、
更に、ミル起動時における吸収塔入口ＳＯ2濃度の上昇を考慮したミル起動時係数を予め求めると共に、ミル停止時における吸収塔入口ＳＯ2濃度の上昇を考慮したミル停止時係数を予め求めておき、ミル起動指令の発生時にミル起動時係数を前記第一の関数に掛算し、またミル停止指令の発生時にミル停止時係数を前記第一の関数に掛算して得られる補正ポンプ台数により循環ポンプの運転台数を制御することを特徴とする排煙脱硫装置の吸収塔循環ポンプ台数制御方法、に係るものである。
【００１４】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００１５】
排煙脱硫装置の運転の開始時は、予めわかっている炭種の試運転でのデータに基づき、ボイラ負荷に対する吸収塔入口ＳＯ 2 濃度の換算値を表わす第一の関数と、ボイラ負荷に対する吸収塔入口排ガス量の換算値を表わす第二の関数を想定し、更に、第一の関数により求めた吸収塔入口ＳＯ 2 濃度と第二の関数により求めた吸収塔入口排ガス量を入力して目標脱硫率を得るための適正なポンプ台数を求める第三の関数を想定して、ボイラ負荷目標値に対応した適正な運転台数になるように先行的に循環ポンプの運転台数を制御して運転を開始する。
運転開始後は、検出される実際の吸収塔入口ＳＯ2濃度と吸収塔入口排ガス量とに基づき、ボイラ負荷に対する吸収塔入口ＳＯ2濃度を表わす第一の関数と、ボイラ負荷に対する吸収塔入口排ガス量を表わす第二の関数とが、最新のデータに基づいて時々刻々書き換えられ、ボイラ負荷目標値から前記第一の関数により求めた吸収塔入口ＳＯ 2 濃度とボイラ負荷目標値から前記第二の関数により求めた吸収塔入口排ガス量が時々刻々書き換えられて第三の関数に入力されることにより目標脱硫率を得るための適正なポンプ台数が求められるので、与えられるボイラ負荷目標値に対応してその時点での適正な運転台数になるように、先行的に循環ポンプの運転台数が制御される。
【００１６】
この結果、実際の発電所等において、ボイラの燃料としてさまざまな種類の石炭が単独で或いはブレンドされて使用された場合、同じボイラ負荷であっても炭種の変化により、排煙脱硫装置に導入される排ガス中のＳＯ2濃度並びに排ガス量は変化するが、本発明においては、最新のデータに基づいて時々刻々書き換えられる第三の関数によりボイラ負荷目標値から先行的に循環ポンプの運転台数を制御しているため、該循環ポンプの運転台数は常にその時点における最適な台数となり、吸収液が必要以上に噴霧されることがなくなり、消費電力も抑えられ、無駄がなくなる。
【００１７】
一方、ミル起動時における吸収塔入口ＳＯ2濃度の上昇を考慮したミル起動時係数を予め求めると共に、ミル停止時における吸収塔入口ＳＯ2濃度の上昇を考慮したミル停止時係数を予め求めておき、ミル起動指令の発生時にミル起動時係数を前記第一の関数に掛算し、またミル停止指令の発生時にミル停止時係数を前記第一の関数に掛算して得られる補正ポンプ台数により循環ポンプの運転台数を制御するようにしているので、循環ポンプの運転台数を、ミル起動、停止時の吸収塔入口ＳＯ2濃度の変動を考慮して、先行的に最適台数に制御することができ、よって吸収液を必要以上に噴霧させることを防止して、消費電力を抑える効果を更に高め得る。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００１９】
図１〜図６は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図７と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図７に示す従来のものと同様である。
【００２０】
図１及び図２に示す如く、濃度分析計２７と流量検出器２８とによって検出される実際の吸収塔入口ＳＯ2濃度２７ａと吸収塔入口排ガス量２８ａが脱硫制御装置２９に入力され、また、脱硫制御装置２９にはボイラ制御装置３０からのボイラ負荷目標値３１（図５参照）が与えられており、ボイラ制御装置３０から与えられるボイラ負荷目標値３１に対応させて、前記脱硫制御装置２９から出力される循環ポンプ制御信号３２によって先行的に循環ポンプ３の運転台数を制御するようにしている。
【００２１】
排煙脱硫装置の運転を開始する時点における循環ポンプ３の運転台数については、前記濃度分析計２７と流量検出器２８とによって検出される実際の吸収塔入口ＳＯ2濃度２７ａと吸収塔入口排ガス量２８ａのデータを用いることはできないが、運転開始前には、これから使用される炭種は予めわかっているため、該炭種に対応させて、図２に示すように試運転でのデータに基づきボイラ負荷に対する吸収塔入口ＳＯ 2 濃度の換算値を表わす第一の関数Ｆ 1 （ｘ）（図３参照）と、ボイラ負荷に対する吸収塔入口排ガス量の換算値を表わす第二の関数Ｆ2（ｘ）（図４参照）とを想定し、更に、第一の関数により求めた吸収塔入口ＳＯ 2 濃度ｘ 1 と第二の関数により求めた吸収塔入口排ガス量ｘ 2 を入力して目標脱硫率を得るための適正なポンプ台数Ｙを後述の式（Ｉ）により求める第三の関数Ｆ3（ｘ1，ｘ2）（図示せず）を想定し、前記ボイラ制御装置３０から与えられるボイラ負荷目標値３１に対応させて、前記脱硫制御装置２９から出力される循環ポンプ制御信号３２によって先行的に循環ポンプ３の運転台数を制御するようにしてある。
【００２２】
排煙脱硫装置の運転が開始されると、濃度分析計２７により吸収塔入口ＳＯ2濃度２７ａが検出されると共に、流量検出器２８により吸収塔入口排ガス量２８ａが検出されることにより、ボイラ負荷に対する吸収塔入口ＳＯ 2 濃度を表わす第一の関数Ｆ1（ｘ）（図３の傾き）と、ボイラ負荷に対する吸収塔入口排ガス量を表わす第二の関数Ｆ2（ｘ）（図４の傾き）が、最新のデータに基づいて時々刻々書き換えられ、従って、ボイラ負荷目標値から前記第一の関数により求めた吸収塔入口ＳＯ 2 濃度ｘ 1 とボイラ負荷目標値から前記第二の関数により求めた吸収塔入口排ガス量ｘ 2 が時々刻々書き換えられて第三の関数Ｆ3（ｘ1，ｘ2）に入力される。これにより、書き換えられた循環ポンプ制御信号３２によっ て、与えられるボイラ負荷目標値に対応してその時点での適正な運転台数になるように、先行的に循環ポンプの運転台数を制御するようにしてある。
【００２３】
一方、図１に示すように、脱硫制御装置２９に、ミル起動指令３３と、ミル停止指令３４を入力している。
【００２４】
脱硫制御装置２９にミル起動指令３３が入力されると、図２に示すように、予め求められたミル起動時係数Ｋ1が、ボイラ負荷目標値から求められた吸収塔入口ＳＯ2濃度に掛算されるようになっている。
【００２５】
また、脱硫制御装置２９にミル停止指令３４が入力されると、図２に示すように、予め求められたミル停止時係数Ｋ2が、ボイラ負荷目標値から求めた吸収塔入口ＳＯ2濃度に掛算されるようになっている。
【００２６】
前記、ミル起動時係数Ｋ1は、Ｋ1＝１＋ｇ1（ｔ）であり、またミル停止時係数Ｋ2は、Ｋ2＝１＋ｇ2（ｔ）であり、この時のｇ1（ｔ）、ｇ2（ｔ）は、ミル起動時とミル停止時における吸収塔入口ＳＯ2濃度の上昇割合と、上昇した時間帯（分）とを予め求めたＳＯ2濃度増加信号である。
【００２７】
ＳＯ2濃度増加信号ｇ1（ｔ）、ｇ2（ｔ）は、硫黄含有量の多い石炭をボイラで燃焼させる試験を行って得るようにしたものであり、図６に示した例では、ミル起動指令３３の発生時には、破線で示すように、ミル起動指令３３の発生から例えば１分後に吸収塔入口ＳＯ2濃度が増加して、３分後に最大の０．１倍まで増加し、その後はその状態を保持し、７分後に減少して１０分後には吸収塔入口ＳＯ2濃度の増加がなくなっている。
【００２８】
また、ミル停止指令３４の発生時には、図６に実線で示すように、ミル停止指令３４の発生から例えば１分後に吸収塔入口ＳＯ2濃度が増加して３分後に最大の０．２倍まで増加し、その後はその状態を保持し、７分後に減少して１０分後には吸収塔入口ＳＯ2濃度の増加がなくなっている。
【００２９】
図６から明らかなように、ミル起動指令３３発生時におけるＳＯ2濃度増加信号ｇ1（ｔ）に対して、ミル停止指令３４発生時におけるＳＯ2濃度増加信号ｇ2（ｔ）の方が一般に大きな値となっている。
【００３０】
上記図６のようにして得たＳＯ2濃度増加信号ｇ1（ｔ）、ｇ2（ｔ）の夫々に、「１」を加算してミル起動時係数Ｋ1、ミル停止時係数Ｋ2を求めておき、ミル起動指令３３、又はミル停止指令３４の発生時に、ミル起動時係数Ｋ1、ミル停止時係数Ｋ2を図２に示すように吸収塔入口ＳＯ2濃度を表わす第一の関数Ｆ 1 （ｘ）に掛算し、このようにして求めた吸収塔入口ＳＯ2濃度と前記吸収塔入口排ガス量とを第三の関数Ｆ3（ｘ1，ｘ2）に代入して、式
［数１］
Ｙ＝Ｆ3（ｘ1，ｘ2）…（Ｉ）
Ｙ：目標脱硫率を得る適正ポンプ台数
ｘ1：ボイラ負荷目標値からＦ1（ｘ）によって求めた吸収塔入口ＳＯ2濃度
ｘ2：ボイラ負荷目標値からＦ2（ｘ）によって求めた吸収塔入口排ガス量
から目標脱硫率を得る適正ポンプ台数を求めることにより、ミル起動時とミル停止時における吸収塔入口ＳＯ2濃度の上昇を考慮した制御を行えるようにしている。
【００３１】
次に、上記図示例の作動を説明する。
【００３２】
排煙脱硫装置の運転時には、濃度分析計２７と流量検出器２８とによって検出される実際の吸収塔入口ＳＯ2濃度２７ａと吸収塔入口排ガス量２８ａとに基づき、脱硫制御装置２９において、ボイラ負荷に対する吸収塔入口ＳＯ2濃度２７ａを表わす第一の関数Ｆ1（ｘ）（図３参照）と、ボイラ負荷に対する吸収塔入口排ガス量２８ａを表わす第二の関数Ｆ2（ｘ）（図４参照）と、吸収塔入口ＳＯ2濃度２７ａと吸収塔入口排ガス量２８ａから目標脱硫率を得るための適正な循環ポンプ台数を求める第三の関数Ｆ3（ｘ1，ｘ2）とが最新のデータに基づいて時々刻々書き換えられ、最新となる第三の関数Ｆ3（ｘ1，ｘ2）が使用され、ボイラ制御装置３０から与えられるボイラ負荷目標値３１（図５参照）に対応させて、前記脱硫制御装置２９から出力される循環ポンプ制御信号３２によって先行的に循環ポンプ３の運転台数が制御される。
【００３３】
この結果、実際の発電所等において、ボイラの燃料としてさまざまな種類の石炭が単独で或いはブレンドされて使用された場合、同じボイラ負荷であっても炭種の変化により、排煙脱硫装置に導入される排ガス中のＳＯ2濃度並びに排ガス量は変化するが、本図示例においては、最新のデータに基づいて時々刻々書き換えられる第三の関数Ｆ3（ｘ1，ｘ2）によりボイラ負荷目標値３１から先行的に循環ポンプ３の運転台数を制御しているため、該循環ポンプ３の運転台数は常にその時点における最適な台数となり、吸収液２が必要以上に噴霧されることがなくなり、消費電力も抑えられ、無駄がなくなる。
【００３４】
一方、図６に示したミル起動時における吸収塔入口ＳＯ2濃度の上昇、即ちＳＯ2濃度増加信号ｇ1（ｔ）を考慮したミル起動時係数Ｋ1を予め求めると共に、ミル停止時における吸収塔入口ＳＯ2濃度の上昇、即ちＳＯ2濃度増加信号ｇ2（ｔ）を考慮したミル停止時係数Ｋ2を予め求めておき、ミル起動時係数Ｋ1、ミル停止時係数Ｋ2を図２に示すように吸収塔入口ＳＯ2濃度に掛算し、このようにして求めた吸収塔入口ＳＯ2濃度と前記吸収塔入口排ガス量とを第三の関数Ｆ3（ｘ1，ｘ2）に代入して前記式（Ｉ）から目標脱硫率を得る補正ポンプ台数を求めることにより、ミル起動時とミル停止時における吸収塔入口ＳＯ2濃度の上昇を考慮した制御を行うことができる。
【００３５】
こうして、必要以上に噴霧される吸収液の量を最小限に抑えて消費電力の無駄を抑制しつつ、所望の脱硫性能を確保し得る。
【００３６】
尚、本発明の排煙脱硫装置の吸収塔循環ポンプ台数制御方法は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３７】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の排煙脱硫装置の吸収塔循環ポンプ台数制御方法によれば、ボイラ負荷目標値から先行的に循環ポンプの運転台数を制御すると共に、ミル起動、停止時の吸収塔入口ＳＯ2濃度の変動をも考慮して、循環ポンプの運転台数が最適台数になるように先行的に制御しているので、必要以上に噴霧される吸収液の量を最小限に抑えて消費電力の無駄を抑制しつつ、所望の脱硫性能を確保し得るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を実施する形態の一例の全体概要構成図である。
【図２】 本発明を実施する形態の一例のフローチャートである。
【図３】 本発明を実施する形態の一例における第一の関数Ｆ1（ｘ）を表わす線図である。
【図４】 本発明を実施する形態の一例における第二の関数Ｆ2（ｘ）を表わす線図である。
【図５】 本発明を実施する形態の一例におけるボイラ負荷目標値のスケジュールの一例を表わす線図である。
【図６】 本発明を実施する形態の一例におけるＳＯ2濃度増加信号ｇ1（ｔ）と、ＳＯ2濃度増加信号ｇ2（ｔ）を表わす線図である。
【図７】 従来例の全体概要構成図である。
【符号の説明】
２ 吸収液
３ 循環ポンプ
５ 吸収塔
９ 石灰
２７ａ 吸収塔入口ＳＯ2濃度
２８ａ 吸収塔入口排ガス量
３１ ボイラ負荷目標値
３３ ミル起動指令
３４ ミル停止指令
Ｋ1 ミル起動時係数
Ｋ2 ミル停止時係数
Ｆ1（ｘ） 第一の関数
Ｆ2（ｘ） 第二の関数
Ｆ3（ｘ1，ｘ2） 第三の関数
【発明の属する技術分野】
本発明は、石炭焚ボイラの下流に備えられる排煙脱硫装置の吸収塔循環ポンプ台数制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、吸収剤として石灰（石灰石、消石灰又は生石灰）を用いた排煙脱硫装置は、一般に図７に示されるように、下部に形成された液溜り部１の吸収液２を、複数台（図７の例では十台）の循環ポンプ３の作動により、上部に配設されたスプレーノズル４から噴霧して循環させると共に、図示していない石炭焚のボイラから供給される排ガスを前記スプレーノズル４から噴霧された吸収液２と接触せしめた後排出させる吸収塔５の前記液溜り部１に、酸化用の空気を供給する酸化空気ブロワ６を接続すると共に、液溜り部１内の吸収液２を撹拌する撹拌機７を設け、後述する母液タンク２５から供給される吸収液２３とサイロ８から供給される石灰９を混合して吸収剤スラリー１０を生成し且つ該吸収剤スラリー１０を前記吸収塔５の液溜り部１に供給するための吸収剤スラリーピット１１を設け、前記吸収塔５の底部から吸収液２の一部が供給され且つ前記吸収塔５の液溜り部１へ供給されるカセイソーダ等の中和剤１２の一部が供給され前記吸収液２と中和剤１２を混合撹拌する中和タンク１３を設け、該中和タンク１３から抽出された吸収液１４を濃縮せしめるシックナ１５を設け、該シックナ１５で濃縮された吸収液１６が供給され該吸収液１６を撹拌する石膏分離機供給タンク１７を設け、該石膏分離機供給タンク１７から抽出される吸収液１６を脱水し石膏１９を生成するための石膏分離機２０を設け、該石膏分離機２０で脱水された水２１が供給され該水２１の一部を前記シックナ１５へ供給するための濾液ピット２２を設け、更に、前記シックナ１５から上澄みの吸収液２３が供給され該吸収液２３の一部を排水処理装置２４と吸収剤スラリーピット１１へ供給し且つ残りを前記吸収塔５の液溜り部１へ送るための母液タンク２５を設けてなる構成を有している。
【０００３】
尚、図７中、１８は吸収塔５へ適宜補給される補給水、２６は吸収剤スラリー１０を吸収塔５へ供給するための吸収剤スラリーポンプである。
【０００４】
前述の如き排煙脱硫装置の場合、吸収液２が循環ポンプ３の作動により循環しており、吸収塔５に送り込まれた排ガスは、スプレーノズル４から噴霧される吸収液２と接触することにより、ＳＯ2（硫黄酸化物）が吸収除去された後、外部へ排出される。
【０００５】
一方、前記排ガスからＳＯ2を吸収した吸収液２の一部は、吸収塔５の液溜り部１の底部から中和タンク１３へ供給され、該中和タンク１３において中和剤１２と混合撹拌され、該混合撹拌された吸収液１４がシックナ１５へ送られ、該シックナ１５において濃縮され、該濃縮された吸収液１６が石膏分離機供給タンク１７を経て石膏分離機２０へ送られ、該石膏分離機２０において水分が除去され石膏１９が生成される。
【０００６】
前記石膏分離機２０で脱水された水２１は、濾液ピット２２を経て前記シックナ１５へ戻され、又、該シックナ１５における前記吸収液１４の濃縮時に出る上澄みの吸収液２３は、母液タンク２５を経て排水処理装置２４と吸収剤スラリーピット１１へ供給されると共に、前記吸収塔５の液溜り部１へ送られる。
【０００７】
前記吸収剤スラリーピット１１へ供給された吸収液２３は、該吸収剤スラリーピット１１においてサイロ８から供給される石灰９と混合され、吸収剤スラリー１０として吸収剤スラリーポンプ２６の作動により前記吸収塔５の液溜り部１に供給される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の如き従来の排煙脱硫装置においては、循環ポンプ３の運転台数は、ボイラ負荷指令（発電機出力指令）［ＭＷ］とは無関係に、脱硫性能に余裕を見込んだ台数として略一定に制御されており、必要以上に噴霧される吸収液２の量が多くなって消費電力も嵩み無駄が多くなるという欠点を有していた。
【０００９】
このため、最近では、ボイラ負荷目標値に応じて循環ポンプ３の運転台数を先行的に制御する方法も提案されている。
【００１０】
実際の発電所等においては、ボイラの燃料としてさまざまな種類の石炭が単独で或いはブレンドされて使用され、同じボイラ負荷であっても炭種が異なると、排煙脱硫装置に導入される排ガス中のＳＯ2濃度並びに排ガス量が変化するため、本来ならば、前記炭種の変更、即ち排ガス中のＳＯ2濃度並びに排ガス量の変化に応じて循環ポンプ３の運転台数を増減させるのが理想であるが、前述の如きボイラ負荷目標値に応じて循環ポンプ３の運転台数を先行的に制御する方法の場合、ボイラの燃料として使用される炭種に応じて循環ポンプ３の運転台数を変化させるようにはなっておらず、どんな炭種が来てもいいようにある程度の余裕を見込んだ運転台数を、ボイラ負荷に対する関数として設定しているため、依然として無駄が多くなることは避けられないのが現状であった。
【００１１】
また、従来における石炭焚ボイラにおいては、ボイラに微粉炭を供給するミルの起動時と停止時に、ボイラ出口、即ち吸収塔入口のＳＯ2濃度が上昇することが知られているが、このようなミルの起動、停止時におけるＳＯ2濃度の上昇をも考慮した余裕のある運転台数を設定する必要があるために、更に無駄が多くなるという問題を有していた。
【００１２】
本発明は、斯かる実情に鑑み、必要以上に噴霧される吸収液の量を最小限に抑えて消費電力の無駄を抑制しつつ、所望の脱硫性能を確保し得る排煙脱硫装置の吸収塔循環ポンプ台数制御方法を提供しようとするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、吸収剤として石灰を用いた吸収液を複数台の循環ポンプの作動により噴霧して循環させつつ、石炭焚ボイラから排出される排ガスと接触せしめて排ガス中のＳＯ2を吸収除去する吸収塔を備えた排煙脱硫装置の吸収塔循環ポンプ台数制御方法であって、
排煙脱硫装置の運転の開始時は、予めわかっている炭種の試運転でのデータに基づき、ボイラ負荷に対する吸収塔入口ＳＯ 2 濃度の換算値を表わす第一の関数と、ボイラ負荷に対する吸収塔入口排ガス量の換算値を表わす第二の関数を想定し、更に、第一の関数により求めた吸収塔入口ＳＯ 2 濃度と第二の関数により求めた吸収塔入口排ガス量を入力して目標脱硫率を得るための適正なポンプ台数を求める第三の関数を想定して、ボイラ負荷目標値に対応した適正な運転台数になるように先行的に循環ポンプの運転台数を制御して運転を開始し、
運転開始後は検出される実際の吸収塔入口ＳＯ2濃度と吸収塔入口排ガス量とに基づき、ボイラ負荷に対する吸収塔入口ＳＯ2濃度の換算値を表わす第一の関数と、ボイラ負荷に対する吸収塔入口排ガス量の換算値を表わす第二の関数とを最新のデータに基づき時々刻々書き換え、ボイラ負荷目標値から前記第一の関数により求めた吸収塔入口ＳＯ 2 濃度とボイラ負荷目標値から前記第二の関数により求めた吸収塔入口排ガス量が時々刻々書き換えられて第三の関数に入力されることにより目標脱硫率を得るための適正なポンプ台数が求められて、与えられるボイラ負荷目標値に対応してその時点での適正な運転台数になるように先行的に循環ポンプの運転台数を制御し、
更に、ミル起動時における吸収塔入口ＳＯ2濃度の上昇を考慮したミル起動時係数を予め求めると共に、ミル停止時における吸収塔入口ＳＯ2濃度の上昇を考慮したミル停止時係数を予め求めておき、ミル起動指令の発生時にミル起動時係数を前記第一の関数に掛算し、またミル停止指令の発生時にミル停止時係数を前記第一の関数に掛算して得られる補正ポンプ台数により循環ポンプの運転台数を制御することを特徴とする排煙脱硫装置の吸収塔循環ポンプ台数制御方法、に係るものである。
【００１４】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００１５】
排煙脱硫装置の運転の開始時は、予めわかっている炭種の試運転でのデータに基づき、ボイラ負荷に対する吸収塔入口ＳＯ 2 濃度の換算値を表わす第一の関数と、ボイラ負荷に対する吸収塔入口排ガス量の換算値を表わす第二の関数を想定し、更に、第一の関数により求めた吸収塔入口ＳＯ 2 濃度と第二の関数により求めた吸収塔入口排ガス量を入力して目標脱硫率を得るための適正なポンプ台数を求める第三の関数を想定して、ボイラ負荷目標値に対応した適正な運転台数になるように先行的に循環ポンプの運転台数を制御して運転を開始する。
運転開始後は、検出される実際の吸収塔入口ＳＯ2濃度と吸収塔入口排ガス量とに基づき、ボイラ負荷に対する吸収塔入口ＳＯ2濃度を表わす第一の関数と、ボイラ負荷に対する吸収塔入口排ガス量を表わす第二の関数とが、最新のデータに基づいて時々刻々書き換えられ、ボイラ負荷目標値から前記第一の関数により求めた吸収塔入口ＳＯ 2 濃度とボイラ負荷目標値から前記第二の関数により求めた吸収塔入口排ガス量が時々刻々書き換えられて第三の関数に入力されることにより目標脱硫率を得るための適正なポンプ台数が求められるので、与えられるボイラ負荷目標値に対応してその時点での適正な運転台数になるように、先行的に循環ポンプの運転台数が制御される。
【００１６】
この結果、実際の発電所等において、ボイラの燃料としてさまざまな種類の石炭が単独で或いはブレンドされて使用された場合、同じボイラ負荷であっても炭種の変化により、排煙脱硫装置に導入される排ガス中のＳＯ2濃度並びに排ガス量は変化するが、本発明においては、最新のデータに基づいて時々刻々書き換えられる第三の関数によりボイラ負荷目標値から先行的に循環ポンプの運転台数を制御しているため、該循環ポンプの運転台数は常にその時点における最適な台数となり、吸収液が必要以上に噴霧されることがなくなり、消費電力も抑えられ、無駄がなくなる。
【００１７】
一方、ミル起動時における吸収塔入口ＳＯ2濃度の上昇を考慮したミル起動時係数を予め求めると共に、ミル停止時における吸収塔入口ＳＯ2濃度の上昇を考慮したミル停止時係数を予め求めておき、ミル起動指令の発生時にミル起動時係数を前記第一の関数に掛算し、またミル停止指令の発生時にミル停止時係数を前記第一の関数に掛算して得られる補正ポンプ台数により循環ポンプの運転台数を制御するようにしているので、循環ポンプの運転台数を、ミル起動、停止時の吸収塔入口ＳＯ2濃度の変動を考慮して、先行的に最適台数に制御することができ、よって吸収液を必要以上に噴霧させることを防止して、消費電力を抑える効果を更に高め得る。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００１９】
図１〜図６は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図７と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図７に示す従来のものと同様である。
【００２０】
図１及び図２に示す如く、濃度分析計２７と流量検出器２８とによって検出される実際の吸収塔入口ＳＯ2濃度２７ａと吸収塔入口排ガス量２８ａが脱硫制御装置２９に入力され、また、脱硫制御装置２９にはボイラ制御装置３０からのボイラ負荷目標値３１（図５参照）が与えられており、ボイラ制御装置３０から与えられるボイラ負荷目標値３１に対応させて、前記脱硫制御装置２９から出力される循環ポンプ制御信号３２によって先行的に循環ポンプ３の運転台数を制御するようにしている。
【００２１】
排煙脱硫装置の運転を開始する時点における循環ポンプ３の運転台数については、前記濃度分析計２７と流量検出器２８とによって検出される実際の吸収塔入口ＳＯ2濃度２７ａと吸収塔入口排ガス量２８ａのデータを用いることはできないが、運転開始前には、これから使用される炭種は予めわかっているため、該炭種に対応させて、図２に示すように試運転でのデータに基づきボイラ負荷に対する吸収塔入口ＳＯ 2 濃度の換算値を表わす第一の関数Ｆ 1 （ｘ）（図３参照）と、ボイラ負荷に対する吸収塔入口排ガス量の換算値を表わす第二の関数Ｆ2（ｘ）（図４参照）とを想定し、更に、第一の関数により求めた吸収塔入口ＳＯ 2 濃度ｘ 1 と第二の関数により求めた吸収塔入口排ガス量ｘ 2 を入力して目標脱硫率を得るための適正なポンプ台数Ｙを後述の式（Ｉ）により求める第三の関数Ｆ3（ｘ1，ｘ2）（図示せず）を想定し、前記ボイラ制御装置３０から与えられるボイラ負荷目標値３１に対応させて、前記脱硫制御装置２９から出力される循環ポンプ制御信号３２によって先行的に循環ポンプ３の運転台数を制御するようにしてある。
【００２２】
排煙脱硫装置の運転が開始されると、濃度分析計２７により吸収塔入口ＳＯ2濃度２７ａが検出されると共に、流量検出器２８により吸収塔入口排ガス量２８ａが検出されることにより、ボイラ負荷に対する吸収塔入口ＳＯ 2 濃度を表わす第一の関数Ｆ1（ｘ）（図３の傾き）と、ボイラ負荷に対する吸収塔入口排ガス量を表わす第二の関数Ｆ2（ｘ）（図４の傾き）が、最新のデータに基づいて時々刻々書き換えられ、従って、ボイラ負荷目標値から前記第一の関数により求めた吸収塔入口ＳＯ 2 濃度ｘ 1 とボイラ負荷目標値から前記第二の関数により求めた吸収塔入口排ガス量ｘ 2 が時々刻々書き換えられて第三の関数Ｆ3（ｘ1，ｘ2）に入力される。これにより、書き換えられた循環ポンプ制御信号３２によっ て、与えられるボイラ負荷目標値に対応してその時点での適正な運転台数になるように、先行的に循環ポンプの運転台数を制御するようにしてある。
【００２３】
一方、図１に示すように、脱硫制御装置２９に、ミル起動指令３３と、ミル停止指令３４を入力している。
【００２４】
脱硫制御装置２９にミル起動指令３３が入力されると、図２に示すように、予め求められたミル起動時係数Ｋ1が、ボイラ負荷目標値から求められた吸収塔入口ＳＯ2濃度に掛算されるようになっている。
【００２５】
また、脱硫制御装置２９にミル停止指令３４が入力されると、図２に示すように、予め求められたミル停止時係数Ｋ2が、ボイラ負荷目標値から求めた吸収塔入口ＳＯ2濃度に掛算されるようになっている。
【００２６】
前記、ミル起動時係数Ｋ1は、Ｋ1＝１＋ｇ1（ｔ）であり、またミル停止時係数Ｋ2は、Ｋ2＝１＋ｇ2（ｔ）であり、この時のｇ1（ｔ）、ｇ2（ｔ）は、ミル起動時とミル停止時における吸収塔入口ＳＯ2濃度の上昇割合と、上昇した時間帯（分）とを予め求めたＳＯ2濃度増加信号である。
【００２７】
ＳＯ2濃度増加信号ｇ1（ｔ）、ｇ2（ｔ）は、硫黄含有量の多い石炭をボイラで燃焼させる試験を行って得るようにしたものであり、図６に示した例では、ミル起動指令３３の発生時には、破線で示すように、ミル起動指令３３の発生から例えば１分後に吸収塔入口ＳＯ2濃度が増加して、３分後に最大の０．１倍まで増加し、その後はその状態を保持し、７分後に減少して１０分後には吸収塔入口ＳＯ2濃度の増加がなくなっている。
【００２８】
また、ミル停止指令３４の発生時には、図６に実線で示すように、ミル停止指令３４の発生から例えば１分後に吸収塔入口ＳＯ2濃度が増加して３分後に最大の０．２倍まで増加し、その後はその状態を保持し、７分後に減少して１０分後には吸収塔入口ＳＯ2濃度の増加がなくなっている。
【００２９】
図６から明らかなように、ミル起動指令３３発生時におけるＳＯ2濃度増加信号ｇ1（ｔ）に対して、ミル停止指令３４発生時におけるＳＯ2濃度増加信号ｇ2（ｔ）の方が一般に大きな値となっている。
【００３０】
上記図６のようにして得たＳＯ2濃度増加信号ｇ1（ｔ）、ｇ2（ｔ）の夫々に、「１」を加算してミル起動時係数Ｋ1、ミル停止時係数Ｋ2を求めておき、ミル起動指令３３、又はミル停止指令３４の発生時に、ミル起動時係数Ｋ1、ミル停止時係数Ｋ2を図２に示すように吸収塔入口ＳＯ2濃度を表わす第一の関数Ｆ 1 （ｘ）に掛算し、このようにして求めた吸収塔入口ＳＯ2濃度と前記吸収塔入口排ガス量とを第三の関数Ｆ3（ｘ1，ｘ2）に代入して、式
［数１］
Ｙ＝Ｆ3（ｘ1，ｘ2）…（Ｉ）
Ｙ：目標脱硫率を得る適正ポンプ台数
ｘ1：ボイラ負荷目標値からＦ1（ｘ）によって求めた吸収塔入口ＳＯ2濃度
ｘ2：ボイラ負荷目標値からＦ2（ｘ）によって求めた吸収塔入口排ガス量
から目標脱硫率を得る適正ポンプ台数を求めることにより、ミル起動時とミル停止時における吸収塔入口ＳＯ2濃度の上昇を考慮した制御を行えるようにしている。
【００３１】
次に、上記図示例の作動を説明する。
【００３２】
排煙脱硫装置の運転時には、濃度分析計２７と流量検出器２８とによって検出される実際の吸収塔入口ＳＯ2濃度２７ａと吸収塔入口排ガス量２８ａとに基づき、脱硫制御装置２９において、ボイラ負荷に対する吸収塔入口ＳＯ2濃度２７ａを表わす第一の関数Ｆ1（ｘ）（図３参照）と、ボイラ負荷に対する吸収塔入口排ガス量２８ａを表わす第二の関数Ｆ2（ｘ）（図４参照）と、吸収塔入口ＳＯ2濃度２７ａと吸収塔入口排ガス量２８ａから目標脱硫率を得るための適正な循環ポンプ台数を求める第三の関数Ｆ3（ｘ1，ｘ2）とが最新のデータに基づいて時々刻々書き換えられ、最新となる第三の関数Ｆ3（ｘ1，ｘ2）が使用され、ボイラ制御装置３０から与えられるボイラ負荷目標値３１（図５参照）に対応させて、前記脱硫制御装置２９から出力される循環ポンプ制御信号３２によって先行的に循環ポンプ３の運転台数が制御される。
【００３３】
この結果、実際の発電所等において、ボイラの燃料としてさまざまな種類の石炭が単独で或いはブレンドされて使用された場合、同じボイラ負荷であっても炭種の変化により、排煙脱硫装置に導入される排ガス中のＳＯ2濃度並びに排ガス量は変化するが、本図示例においては、最新のデータに基づいて時々刻々書き換えられる第三の関数Ｆ3（ｘ1，ｘ2）によりボイラ負荷目標値３１から先行的に循環ポンプ３の運転台数を制御しているため、該循環ポンプ３の運転台数は常にその時点における最適な台数となり、吸収液２が必要以上に噴霧されることがなくなり、消費電力も抑えられ、無駄がなくなる。
【００３４】
一方、図６に示したミル起動時における吸収塔入口ＳＯ2濃度の上昇、即ちＳＯ2濃度増加信号ｇ1（ｔ）を考慮したミル起動時係数Ｋ1を予め求めると共に、ミル停止時における吸収塔入口ＳＯ2濃度の上昇、即ちＳＯ2濃度増加信号ｇ2（ｔ）を考慮したミル停止時係数Ｋ2を予め求めておき、ミル起動時係数Ｋ1、ミル停止時係数Ｋ2を図２に示すように吸収塔入口ＳＯ2濃度に掛算し、このようにして求めた吸収塔入口ＳＯ2濃度と前記吸収塔入口排ガス量とを第三の関数Ｆ3（ｘ1，ｘ2）に代入して前記式（Ｉ）から目標脱硫率を得る補正ポンプ台数を求めることにより、ミル起動時とミル停止時における吸収塔入口ＳＯ2濃度の上昇を考慮した制御を行うことができる。
【００３５】
こうして、必要以上に噴霧される吸収液の量を最小限に抑えて消費電力の無駄を抑制しつつ、所望の脱硫性能を確保し得る。
【００３６】
尚、本発明の排煙脱硫装置の吸収塔循環ポンプ台数制御方法は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３７】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の排煙脱硫装置の吸収塔循環ポンプ台数制御方法によれば、ボイラ負荷目標値から先行的に循環ポンプの運転台数を制御すると共に、ミル起動、停止時の吸収塔入口ＳＯ2濃度の変動をも考慮して、循環ポンプの運転台数が最適台数になるように先行的に制御しているので、必要以上に噴霧される吸収液の量を最小限に抑えて消費電力の無駄を抑制しつつ、所望の脱硫性能を確保し得るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を実施する形態の一例の全体概要構成図である。
【図２】 本発明を実施する形態の一例のフローチャートである。
【図３】 本発明を実施する形態の一例における第一の関数Ｆ1（ｘ）を表わす線図である。
【図４】 本発明を実施する形態の一例における第二の関数Ｆ2（ｘ）を表わす線図である。
【図５】 本発明を実施する形態の一例におけるボイラ負荷目標値のスケジュールの一例を表わす線図である。
【図６】 本発明を実施する形態の一例におけるＳＯ2濃度増加信号ｇ1（ｔ）と、ＳＯ2濃度増加信号ｇ2（ｔ）を表わす線図である。
【図７】 従来例の全体概要構成図である。
【符号の説明】
２ 吸収液
３ 循環ポンプ
５ 吸収塔
９ 石灰
２７ａ 吸収塔入口ＳＯ2濃度
２８ａ 吸収塔入口排ガス量
３１ ボイラ負荷目標値
３３ ミル起動指令
３４ ミル停止指令
Ｋ1 ミル起動時係数
Ｋ2 ミル停止時係数
Ｆ1（ｘ） 第一の関数
Ｆ2（ｘ） 第二の関数
Ｆ3（ｘ1，ｘ2） 第三の関数
Claims (1)
- 吸収剤として石灰を用いた吸収液を複数台の循環ポンプの作動により噴霧して循環させつつ、石炭焚ボイラから排出される排ガスと接触せしめて排ガス中のＳＯ2を吸収除去する吸収塔を備えた排煙脱硫装置の吸収塔循環ポンプ台数制御方法であって、
排煙脱硫装置の運転の開始時は、予めわかっている炭種の試運転でのデータに基づき、ボイラ負荷に対する吸収塔入口ＳＯ 2 濃度の換算値を表わす第一の関数と、ボイラ負荷に対する吸収塔入口排ガス量の換算値を表わす第二の関数を想定し、更に、第一の関数により求めた吸収塔入口ＳＯ 2 濃度と第二の関数により求めた吸収塔入口排ガス量を入力して目標脱硫率を得るための適正なポンプ台数を求める第三の関数を想定して、ボイラ負荷目標値に対応した適正な運転台数になるように先行的に循環ポンプの運転台数を制御して運転を開始し、
運転開始後は検出される実際の吸収塔入口ＳＯ2濃度と吸収塔入口排ガス量とに基づき、ボイラ負荷に対する吸収塔入口ＳＯ2濃度の換算値を表わす第一の関数と、ボイラ負荷に対する吸収塔入口排ガス量の換算値を表わす第二の関数とを最新のデータに基づき時々刻々書き換え、ボイラ負荷目標値から前記第一の関数により求めた吸収塔入口ＳＯ 2 濃度とボイラ負荷目標値から前記第二の関数により求めた吸収塔入口排ガス量が時々刻々書き換えられて第三の関数に入力されることにより目標脱硫率を得るための適正なポンプ台数が求められて、与えられるボイラ負荷目標値に対応してその時点での適正な運転台数になるように先行的に循環ポンプの運転台数を制御し、
更に、ミル起動時における吸収塔入口ＳＯ2濃度の上昇を考慮したミル起動時係数を予め求めると共に、ミル停止時における吸収塔入口ＳＯ2濃度の上昇を考慮したミル停止時係数を予め求めておき、ミル起動指令の発生時にミル起動時係数を前記第一の関数に掛算し、またミル停止指令の発生時にミル停止時係数を前記第一の関数に掛算して得られる補正ポンプ台数により循環ポンプの運転台数を制御することを特徴とする排煙脱硫装置の吸収塔循環ポンプ台数制御方法。
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