JPH02251223A - 排ガスのＮＯｘ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は石炭焚きボイラ等の排ガスのＮＯｘ制御装置に
関するものである。

［従来の技術］ 近年、ボイラ等の排ガス中のＮＯｘ　（窒素酸化物）を
除去する装置として、ＮＯｘを含む排ガス中にＮＨ３（
アンモニア）を注入し、触媒を用いてＮ２（窒素）に還
元する方式の脱硝装置が種々実施されている。

第６図は、上記脱硝装置に供給するＮＨ３の調整を、脱
硝装置出口のＮＯｘの変動に応じて行うようにした従来
のＮＯｘ制御装置の一例を示すもので、排ガス１はボイ
ラ火炉２から脱硝装置３を経て煙突４へと流れている。

前記排ガス１の一部を、前記脱硝装置８出口にて採取し
てＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘ計５を設け、該ＮＯｘ計
５からのＮＯｘ濃度信号６と、排ガス流量を検出する流
量計７からの排ガス流量信号８とを掛算器９に導入して
ＮＯｘ総量信号１０を求め、該ＮＯｘ総量信号ＩＯを掛
算器１１において目標の脱硝率信号（ＮＨｓ／ＮＯｘ注
八モル比）１へに掛算することにより得た流量指令信号
１３により、脱硝装置３上流側の排ガスｌ中にＮＨ３を
供給するＮＨ３注入管１４°の切出しバルブ１４を調整
してＮＨ３の注入量を変え、脱硝装置３出口のＮＯｘを
一定に制御するようにしている。

尚、前記ＮＯｘ濃度を特に言う場合以外、即ちＮＯｘ濃
度、ＮＯｘ総量等を総称して言う場合には単にＮＯＸと
言う。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来のＮＯｘ制御装置においては、
脱硝装置３出口のＮＯＸを一定に保とうとするとき、負
荷変動等によって脱硝装置３に導入される排ガス１中の
ＮＯｘが変動した場合に、ＮＨ３の注入がその変化に追
随できず、結果的に出口ＮＯｘが目標値を越えてしまう
危険性がある。これは、ＮＯｘ計５によるＮＯｘ濃度の
検出、分析に時間を要する為、ＮＯｘ濃度の検出から実
際にＮＨ３注大量が変更されるまでに所要の時間を要し
て応答遅れが生じるからである。

上記問題は、特に石炭焚きボイラのように燃焼によって
ボイラ火炉に生じたタリンカが脱落したり、石炭の性状
が変わったり、燃焼空気量が変わること等による燃焼状
態の変動が大きく、そのためにＮＯｘの変動も大きくな
るようなボイラの場合には、ＮＨ３の注入量不足により
ＮＯｘが目標値を越える事態が頚発する恐れがあり、増
々重要な問題となっている。

本発明は上述の問題点に着目してなしたちので、ＮＯＸ
計で検出されたＮＯｘ濃度に基づいて発せられる流量指
令信号に、該流量指令信号の変化に先行してＮＨ３注大
最大量付加信号えてやることにより、ＮＯ×変化に対し
て応答遅れを生じることなくＮＨａ注大最大量確に追随
させ、脱硝装置出口のＮＯｘを一定に保持することを目
的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は排ガス中のＮＯｘ濃度をＮＯｘ計により検出し
、その検出ＮＯｘ濃度に応じた流量指令信号により脱硝
装置入側の排ガス中に注入するＮＨ３の注入量を調節し
てボイラ排ガス中のＮＯｘを制御するＮＯｘ制御装置に
おいて、ボイラ火炉に設置され、該ボイラ火炉の燃焼状
態を検出して燃焼状態量信号を出力する燃焼状態量検出
装置と、前記燃焼状態量信号を入力し、該燃焼状態量信
号の変化に応じて変化率信号を出力する微分器と、該微
分器からの変化率信号を入力して信号変換することによ
り変化率信号に対応したＮＨ３注大最大量付加信号力す
る関数発生器と、該関数発生器からの前記ＮＨ３注大最
大量付加信号記流量指令信号に加算する加算器とを備え
たことを特徴とする排ガスのＮＯｘ制御装置、又は、前
記燃焼状態量検出装置々（火炉ガス温度検出計である排
ガスのＮＯｘ制御装置、又は、前記燃焼状態量検出装置
がバーナ火炎輝度検出計である排ガスのＮＯｘ制御装置
、又は、前記燃焼状態量検出装置が火炉バス部蒸気温度
検出計である排ガスのＮＯｘ制御装置にかかるものであ
る。

［作　　　用］ 従って、本発明によれば、ボイラ火炉の燃焼状態の変化
に応じて燃焼状態量検出装置から出力される燃焼状態量
信号は、微分器により微分されてその変化を示す変化率
信号として出力された後、関数発生器でＮＨａ注入量付
加信号に変換され、加算器によって流量指令信号に加算
される為、脱硝装置入側排ガス中のＮＯｘの変動にＮＨ
３注大量が的確に追随して変化し、脱硝装置出口のＮＯ
ｘが一定に保持される。

［実　施　例］ 以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例であり、図中第６図と同一の
符号を付した部分は同一物を表わしている。

前述の第６図の従来例と同様の制御回路を有したＮＯｘ
制御装置において、即ち、ＮＯｘ計５からのＮＯｘ濃度
信号６と流量計７からの排ガス流量信号８とを掛算器９
にて掛算し、更に、そこで求められたＮＯｘ総量信号１
０と、ＮＨ３／ＮＯｘ注入モル比である目標の脱硝率信
号１２とを掛算器１１で掛算し、求めた流量指令信号１
３により切出しバルブ１４を調節してＮＨ３注大量を制
御するようにしであるＮＯＸ制御装置において、ＮＯｘ
の変動に先行して燃焼状態量（火炉ガス温度、バーナ火
炎輝度、火炉バス部蒸気温度等）が変化することに着目
し、上記燃焼状態量を検出する燃焼状態量検出装置１５
をボイラ火炉２に設け、前記燃焼状態量検出装置１５の
燃焼状態量信号１６を燃焼状態量の変化に応じてその変
化率を求める微分器１７、該微分器１７からの信号をＮ
Ｈ３注大量付加信号に変換する関数発生器１８を経た後
、加算器１９を介して前記掛算器１１からの流量指令信
号１３に加算するようにしである。

従来より、燃焼温度が上昇すると、ＮＯｘの発生量が二
次曲線的に増加することが知られている（第５図参照）
。

ここで、前記燃焼状態量信号１６として示した火炉ガス
温度信号、バーナ火炎輝度信号及び火炉バス部蒸気温度
信号は、ボイラ火炉２の燃焼状態量、特に燃料の燃焼時
の燃焼温度を間接的に表わしている。

従って、前記燃焼状態量信号１６からＮＯｘの変動を推
測することができる。

尚、前記燃焼状態量検出装置１５は、例えば第２図に示
すように、火炉ガスＡの温度を検出する火炉ガス温度検
出計２１でも良く、その場合は燃焼状態量信号１Ｂは火
炉ガス温度信号である。

この他に第３図に示すように、燃焼状態量検出装置１５
はバーナＢの火炎輝度を検出するバーナ火炎輝度検出計
２２でも良く、その場合には燃焼状態量信号１６はバー
ナ火炎輝度信号である。更に、第４図に示すように燃焼
状態量検出装置１５は例えば火炉バス出口蒸気管Ｃに設
けた火炉バス部蒸気温度検出計２３でも良く、その場合
には燃焼状態量信号１６は火炉バス部蒸気温度信号であ
る。

又、前記関数発生器１８は、採用される燃焼状態量信号
１６の種類に応じた信号変換を設定されることは勿論で
ある。

以下、作用を説明する。

上記構成において、ボイラ火炉２の燃焼状態が変化する
と、燃焼状態量も変化するが、この燃焼状態量が燃焼状
態量検出計１５によって検出され、その燃焼状態量信号
１Ｂが微分器１７に人力されて微分処理され、前記燃焼
状態量信号■６の変動分を示す変化率信号２４として関
数発生器１８へと出力される。更に該関数発生器１８で
前記変化率信号２４に対応するＮＨ３注入量付加信号２
０に変換されて加算器１９へと出力され、該加算器１９
で脱硝装置３出口のＮＯｘ計５で検出している検出ＮＯ
ｘ濃度に応じた流量指令信号１３に加算される。

従って、上記によれば、脱硝装置３出口のＮＯｘの変化
に基づく制御に対して、ボイラ火炉２の燃焼状態量の変
化に基づく制御を付加することにより、応答遅れを有す
るＮＯＸ計からの検出ＮＯｘ濃度の変動に対して先行的
にＮＨ３注大量を制御してＮＯＸ変化に応じた的確なＮ
Ｈ３注大量を確保し得る。

尚、本発明の排ガスのＮＯｘ制御装置は、上述の実施例
にのみ限定されるものではなく、ＮＯｘ濃度に応じた流
量指令信号を得る方式は従来から実施されているどのよ
うな方式を採用しても良く、例えば、排ガス流量を一定
とじてＮＯｘ濃度から直接流量指令信号を得るようにし
て流量計をなくした方式等を採用しても良いこと、その
他、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。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の排ガスのＮＯＸ制御装置に
よれば、脱硝装置の出口ＮＯｘの変化に基づく制御に、
ボイラ火炉の燃焼状態の変化に基づく制御を付加するこ
とにより、応答遅れを有して検出されるＮＯｘ計にて検
出したＮＯｘ濃度の変動に対して、先行的にＮＨ３の注
入量を制御することができ、よってＮＯｘ変化に応じて
ＮＨ３注入量を的確に追随させ、脱硝装置出口ＮＯｘを
一定に保持することができ、信頼性のあるＮＯｘ制御が
可能となるという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のフローシート、第２図、第
３図、第４図は夫々本発明の別の実施例を示すフローシ
ート、第５図はＮＯｘと燃焼温度の関係を示すグラフ、
第６図は従来例を示すフローシートである。 図中、ｌは排ガス、２はボイラ火炉、３は脱硝装置、５
はＮＯｘ計、１３は流量指令信号、１５は燃焼状態量検
出装置、ＩＢは燃焼状態量信号、１７は微分器、１８は
関数発生器、１９は加算器、２０はＮＨ３注入量付加信
号、２１は火炉ガス温度検出計、２２はバーナ火炎輝度
検出計、２３は火炉バス部蒸気温度検出計、２４は変化
率信号を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）排ガス中のＮＯｘ濃度をＮＯｘ計により検出し、そ
   の検出ＮＯｘ濃度に応じた流量指令信号により脱硝装置
   入側の排ガス中に注入するＮＨ＿３の注入量を調節して
   ボイラ排ガス中のＮＯｘを制御するＮＯｘ制御装置にお
   いて、ボイラ火炉に設置され、該ボイラ火炉の燃焼状態
   を検出して燃焼状態量信号を出力する燃焼状態量検出装
   置と、前記燃焼状態量信号を入力し、該燃焼状態量信号
   の変化に応じて変化率信号を出力する微分器と、該微分
   器からの変化率信号を入力して信号変換することにより
   変化率信号に対応したＮＨ＿３注入量付加信号を出力す
   る関数発生器と、該関数発生器からの前記ＮＨ＿３注入
   量付加信号を前記流量指令信号に加算する加算器とを備
   えたことを特徴とする排ガスのＮＯｘ制御装置。 ２）燃焼状態量検出装置が火炉ガス温度検出計である請
   求項１記載の排ガスのＮＯｘ制御装置。 ３）燃焼状態量検出装置がバーナ火炎輝度検出計である
   請求項１記載の排ガスのＮＯｘ制御装置。 ４）燃焼状態量検出装置が火炉バス部蒸気温度検出計で
   ある請求項１記載の排ガスのＮＯｘ制御装置。