JPH0316619A - 脱硝装置 - 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、燃焼装置、例えばガスタービン排ガス中の窒
素酸化物を低減さＵるために用いる脱硝装置に関するも
のである。

（従来の技術） 従来、第３図に示すように燃焼装置２ｌに設けた脱哨装
置２２が公知である（特公昭５６−５０６０８号公報）
。

図示するように、この脱ｍｌ装置２２は燃焼装置２１，
例えばボイラの排ガス煙道２３に設けた窒素酸化物除去
装置２４と、例えば燃料流量を検出する流量検出姦２５
と燃焼状態、例えば酸素濃度を検出する酸素濃度検出器
２６と、これら検出器２５．２６および上記窒累酸化物
除去装置２４間に関係する時間遅れ要素を有し、前記検
出器２５．２６の出力を時間的に浦償する装置２７．２
８と、これら補償装置２　７．２　８の出力から排ガス
中の窒素酸化物生成重を推定ずろ演算装置２９と、この
演算装置２９の出力により還元剤の供給量を制御する装
置３０と、窒素酸化物除表装置２４のυ［出ガス中の窒
素酸化物蟲度を検出する窒素酸化物濃度検出器３ｌと、
この窒素酸化物濃度検出２ｇ３ｌの出力により上記演算
装置２９の出力を修正する装置３２とを備えている。ま
た、この出力を修正する装置として、排ガス煙道２３に
設けた窒素酸化物濃度検出器３ｌの出力を所定範囲に制
限するリミッタ装置３３を有ずるものが示されている。

そして、断る構成により、上記２つ以上の物理量を検出
し、これに基き、排ガス中の窒素酸化物濃度の推定値を
演算装置２９により算出し、この推定値に基いて還元剤
の供給量を制御するようになっている。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来の脱硝装置２２では、燃焼状態の物理量を含め
た２以上の物理量を測定し、その物理量を演算装置に加
えることにより、既に記憶させていろ近似式により窒素
酸化物量を推定し、供給すべき還元剤の量を演算して、
この還元剤を窒素酸化物除去装置２４に供給するという
、即ち燃焼結果の物理量を検出して、これに基き還元剤
を供給するという後手の制御方式を採用している。そし
て、この装置には急激な負荷変動に対して制御系の懲走
を防ぐためにリミッタ装置３３が、また燃焼時間および
燃焼ガスの輸送時間遅れを補うための時間的補償装置２
　７．２　８が設けられている。

即ち、後手の制御方式採用しているため、制御系が複雅
となり、多くの計器が必要になるとともに、時間後れも
考えられることから還元剤の供給量がオーバーリークず
ろことも考えられ、全体として系の安定性、信頼性に乏
しいという問題がある。

本発明は、上記従来の問題点を課題としてなされたもの
で、制御系の単純化、安定化および信頼性の向上を可能
とした脱硝装置を提供しようとする乙のである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記課題を解決するために、燃焼装置の排ガ
ス煙道に還元剤を供給する流路と、上記排ガス煙道にて
上記還元剤で排ガスを還元する窒素酸化物除去手段とを
備えた脱硝装置において、上記燃焼装置へ供給する燃料
等の流体の各々の流量或は温度等の物理量を検出して、
検出値を出力する検出手段と、上記流路中の流量を検出
して出力する流量検出手段と、上記流路中の流量を調節
する流量調節手段と、上記各検出手段からの信号に基い
て窒素酸化物生戊量およびこの窒素酸化物の除央に必要
な還元剤の量を演算して上記流量検出手段からの信号と
比較しつつ、上記流量調節手段を制御する演算器とを設
けて形成した。

（作用） 上記のように形成することにより、燃焼の前段階の物理
量により還元剤の供給量を演算する先手の制御方式とな
り、負荷変動時における制御系の暴走の危険もなく、時
間遅れの危険もなくなる。

（実施例） 次に、本発明の一実施例を図面にしたがって説明する。

第ｌ図は、本発明に係る脱硝装置ｌを適用した燃焼装置
の一例であるガスタービン２に適用した例を示し、ガス
タービン２への燃焼空気供給流路３に吸気温度検出器４
と、燃料供給流路５に燃料流量検出器６とを設ける一方
、”ガスタービン２の排ガス煙道７に流量検出器８、流
量調節弁９を介して還元剤を供給ずろ流路１０を設けろ
とともに、この流路ｌＯの合流点の下流側に廃熱回収ボ
イラＩＩが設けてある。この廃熱回収ボイラ１１は節炭
器１２．蒸発器１３わよび窒素酸化物除未装置１４を備
え、この窒素酸化物除去装置１４の設置領域にて、排ガ
ス流れの温度が還元剤と窒素酸化物との反応に最適な温
度（例：２００〜４００℃）になるようにしてある。

また、上記各検出Ｗ４，６．８からの検出信号を演算装
置ｌ５に入力し、ここから流Ｍｋ’ＪＭ節弁９に対して
制御信号を発するように形成してある。

そして、断る構成において検出器４．６により窒素酸化
物生成量を左右する二つの物理量である燃焼吸気温度と
負荷信号としての燃料流量を燃焼の前段階において検出
して、この検出信号を演算装置ｌ５に入力し、ここで予
め定めておいたデータテーブルに基き上記二つの物理量
に対応ずる窒素酸化物生成量を読取る。なお、脱硝効率
は反応温度により異なるが、反応温度は上記二つの物理
量により一義的に求まり、上記データテーブルは脱硝効
率を反応温度に関する補正を行って窒素酸化物生成量の
推定値と上記物理量とを対応付けたものである。そして
、読取られた窒素酸化物生成量から、これを除去するの
に必要な還元剤の量を予め定めた演算式により算出し、
この算出値に基いて、流量調節弁９を制御し、時間遅れ
を生ずることなく排ガス煙道７に必要な量の還元剤を流
量検出器８からの信号と比較しつつ供給して、窒素酸化
物除去装置ｌ４にて窒素酸化物を還元してこれを除去す
るようになっている。

なお、上記演算式により求めた還元剤の量が実際に必要
とする量と多少の誤差を生じる場合には、上記演算式に
補正項を設けて、運転の開始時に実運転による窒素酸化
物生成量と演算装置ｌ５にて読取られた窒素酸化物生成
量との差に基いて、上記補正項に修正値を加えろように
してもよい。

次に、第２図は本発明の第２実施例に係る脱硝装置１ａ
をガスタービン２に適用した例を示し、供給燃料に対す
る水噴射量が変化する場合には、ガスタービン２からの
排ガス中に含まれる窒素酸化物生成量が燃料に対する水
噴射量比率に連動して変化することから、吸気温度，燃
料流量に加えて、第３の物理量として純水供給流路１６
，純水流量検出器１７により検出された水噴射量の検出
信号を演算装置ｌ５に入力して上記同様の制御を行う上
うにしたもので、第１図と共通ずる部分には同一番号を
付してある。

この場合には、データに辻続性を持たせるために、ある
バンド幅をもった水噴射比率毎にデータテーブルを設定
し、これを演算装置１５に予め記憶させておき、第１実
施例の場合と同様の方法で窒素酸化物の生成量を推定す
ることにより、更に幅広い運転条件に適用でき、かつ応
答性、安定性を向上させることができる。

（発明の効果） 以上の説明より明らかなように、本発明によれば、燃焼
装置の排ガス煙道に還元剤を供給する流路と、上記排ガ
ス煙道にて上記還元剤で排ガスを還元する窒素酸化物除
去手段とを備えた脱硝装置において、上記燃焼装置へ供
給する燃料等の流体の各々の流量或は温度等の物理量を
検出して、検出値を出力する検出手段と、上記流路中の
流量を検出して出力する流量検出手段と、上記流路中の
流量を調節する流量調節手段と、上記各検出手段からの
信号に基いて窒素酸化物生成量およびこの窒素酸化物の
除去に必要な還元剤の量を演算して上記流量検出手段か
らの信号と比較しつつ、上記流量調節手段を制御する演
算器とを設けて形成してある。

このため、燃焼の前段階の物理量により還元剤の供給量
を演算する先手の制御方式となり、負荷変動時における
制御系の暴走の危険がなく、時間遅れを伴うこともなく
なり、単純な構成で、制御系の安定化．信頼性の向上が
可能になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第Ｉ図は本発明の第１実施例に係る脱硝装置を適用した
ガスタービンの制御系統図、第２図は本発明の第２実施
例に係る脱硝装置を適用したガスタービンの制御系統図
、第３図は従来の脱硝装置を適用した燃焼装置の制御系
統図である。 １，ｌａ・・・脱硝装置、２・・・ガスタービン、４・
・・吸気温度検出器、６・・・燃料流量検出器、８・・
・流量検出器、９・・・流量調節弁、ｌＯ・・・流路、
１４・・・窒素酸化物除去装置、ｌ５・・・演算装置、
ｌ７・・・純水流量検出器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃焼装置の排ガス煙道に還元剤を供給する流路と
   、上記排ガス煙道にて上記還元剤で排ガスを還元する窒
   素酸化物除去手段とを備えた脱硝装置において、上記燃
   焼装置へ供給する燃料等の流体の各々の流量或は温度等
   の物理量を検出して、検出値を出力する検出手段と、上
   記流路中の流量を検出して出力する流量検出手段と、上
   記流路中の流量を調節する流量調節手段と、上記各検出
   手段からの信号に基いて窒素酸化物生成量およびこの窒
   素酸化物の除去に、必要な還元剤の量を演算して上記流
   量検出手段からの信号と比較しつつ、上記流量調節手段
   を制御する演算器とを設けたことを特徴とする脱硝装置
   。