JPH0342930B2 - - Google Patents

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JPH0342930B2
JPH0342930B2 JP58252328A JP25232883A JPH0342930B2 JP H0342930 B2 JPH0342930 B2 JP H0342930B2 JP 58252328 A JP58252328 A JP 58252328A JP 25232883 A JP25232883 A JP 25232883A JP H0342930 B2 JPH0342930 B2 JP H0342930B2
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    • F02C3/20—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
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    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
    • B01D53/8625—Nitrogen oxides
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Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は公害防止、特に、ガスタービン排気中
の窒素酸化物（大気汚染物質）を触媒によつて減
少させるガスタービン排気の制御装置およびその
方法に関する。
〔背景技術〕
炭化水素燃料を使用する内燃機関の多くは、燃
料を大気中の酸素と反応させ燃焼させることによ
り、その動力を発生させている。しかし、周知の
通り、酸素は体積比で空気21％を占めるに過ぎな
い。残余の79％の大部分は燃焼に寄与しない窒素
である。しかし、内燃機関の燃焼室内の条件下で
は窒素は過剰な酸素と反応し、排気ガス中に好ま
しくない大気汚染物質となる化合物を発生させる
傾向がある。このような化合物はNO，NO2及び
高次の窒素酸化物で、NOxと総称されている。
NOxは光化学スモツグの発生において主要な
役割りを果す中間化合物であることが確認されて
いる。大気中のNOxが特に紫外線により照射さ
れると、特定の光の吸収、匂い、及び有害な諸作
用がこれに引続いて発生する。
NOxは、そのような空気汚染に寄与する因子
であるから、各国政府は、内燃機関からのNOx
の放出については、益々厳格な基準を課してき
た。
例えば、ガスタービンのような内燃機関の運転
条件をNOx放出が最少となるように調整するこ
とは可能である。しかし、この調整はガスタービ
ンにより駆動される負荷と極めて微妙に関連して
おり、負荷の一つの値についてNOx放出が最少
になるように調整しても、負荷が上下に変動する
につれて、この調整は不満足なものとなる。例え
ば、ガスタービンが、電力供給事業のベース負荷
源として使用される発電機の運転のように、一定
出力のものに使用される場合には、NOxのレベ
ルは、運転条件を注意深く調整することにより、
NOxを合理的なレベルに保つことは可能である。
しかし、電力供給事業のピーク負荷システムに使
用されるガスタービンについては事情は全く異な
る。その性質上、ピーク負荷システムには、標準
値を中心に上下する負荷の変動に迅速に応答する
ことが要求される。実際、ピーク負荷システムが
運転予備として使用されるときには、その出力は
実質上は零である。需要電力の増大が感知される
と、ピーク負荷システムはその出力電力を零から
ある有限の値（この値は負荷変動につれて急速に
上下に変動することがある）にまで増加させるこ
とにより迅速にこれに応答しなければならない。
既に先行技術は、煙道ガス中の大気汚染物質を
減少させるための幾つか技術を開示している。例
えば、米国特許第4293521は、煙道ガス中に水酸
化リジウムを加え、汚損物質と反応させて固体の
沈澱物（残りのガスが大気中に排出される前に、
煙道ガス中から例えばサイクロン分離機により分
離することができる）を生成することを開示して
いる。
米国特許第3977836は、煙道ガス中のNOxを窒
素と水とに変えるために、触媒の存在下でアンモ
ニア（NH3）を使用することを開示している。
この特許はアンモニアの測定が困難であることを
明らかにし、アンモニアを過剰な量のNOxと触
媒の存在下において反応させ、NOxの減少によ
つてアンモニア量を決定するアンモニア測定法を
議論している。
ベース負荷システムにおいては、排ガス（処理
された後のタービン排気）中のNOxが最少とな
るようなモル比で、タービン排気中にNH3を加
えることが可能である。これを行うために、排ガ
ス中のNOx値を測定し、その値を、タービン排
気中へのNH3流量調整の指標として使用するこ
とが考えられる。しかし、入手可能な分析器（例
えば、ケミルミネセント赤外線方式、又は定電位
電解方式）によるNOx測定は比較的遅く、測定
が完了するまでに１分又はそれ以上の時間（感知
場所から分析器までのガス輸送時間を含まない）
を必要とする。急速に変動する負荷条件下では、
この程度の応答時間では過剰なNOxまたはNH3
の放出を許すことになる恐れがある。
ガスタービン排ガス中に残存するアンモニアは
それ自身重大な汚染要因である。
世界のある地区では、現在、大気汚染防止装置
として運転されている、アンモニアと触媒を用い
たシステムの能力をも越えるような厳格なNOx
放出基準が適用されている。
ガスタービを使用したシステムの熱効率は、ガ
スタービン排気中の廃熱を回収して蒸気を発生さ
せ、更にこの蒸気を蒸気タービンを運転するため
の蒸気として使用することにより大きく改善する
ことができる。ゼネラル・エレクトリツク・カン
パニイの商標スタツグ（STAG）の名で知られ
ている蒸気タービン・ガスタービン結合サイクル
システムでは、熱回収式蒸気発生機（HRSG、
その中をガスタービン排気が大気へ向つて通過し
てゆく）を使用している。一段又は多段式蒸気タ
ービンに蒸気を供給するための熱回収式蒸気発生
機では、加熱機のみならず、一段又は多段の節約
装置及び蒸気発生機が使用されている。
蒸気タービン及びガスタービンの出力は単一の
負荷と結合されることもあり、異つた負荷に応用
されることもある。一方が発電機の駆動に使用さ
れ、他方は他の動力装置に使用されることもあ
る。逆に、両タービンが、出力を増大させるため
に、同一の発電機の回転子に結合されることもあ
る。その他の応用としては、ガスタービンにより
電力を発生し、蒸気を駆動力以外の出力（加熱又
は工業工程）として使用することもある。
ガスタービンからの排気ガスが熱回収式蒸気発
生機を通過するとき、蒸気発生機又は節約機への
熱の伝達により、排気ガスの温度は約800〓から
約1000〓の範囲から約300〓に減少する。触媒反
応器がHRSG中に配置され、また同器は前記温
度範囲で有効に作用するように設計されている。
ガスタービンの自動制御システムは幾つかの測
定された運転パラメータ及び計算されたそれを利
用可能な状態に置いている。米国特許第3520133
は（ここで参考資料として用いられている）はガ
スタービン自動制御システムの一型式を開示して
いる。
〔発明の目的及び構成〕
従つて、先行技術の欠点を克服し、ガスタービ
ン排気流の中へアンモニアを注入するための制御
装置およびその方法を提供するのが本発明の目的
である。
また、変動負荷の条件下で運転されるスタツグ
（蒸気ガスタービン）発電所の熱回収式蒸気発生
機からのNOx放出を許容レベルの範囲内に保つ
アンモニア制御装置およびその方法を提供するこ
とも本発明の目的である。
また、ガスタービンの運転条件から求められる
NOx予測値信号を制御の要素として使用するス
タツグ蒸気ガスタービン発電所のアンモニア制御
装置およびその方法を提供することも本発明の目
的である。
また、ガスタービンの運転条件から求められる
NOx予測値及び排気ガス流から抽出されたガス
標本についてのNOx測定値を使用するアンモニ
ア制御装置およびその方法を提供することも本発
明の目的である。
また、本発明の見地上、触媒中でNOxと反応
させるために、燃焼工程からの排気ガス流中へ
の、触媒上流で行われるアンモニアの注入を制御
する装置（燃焼工程により生起されたNOx量を
予測する手段、NOx予測量と触媒中で反応し、
触媒下流のNOxレベルをNOx設定値に等しくす
るのに有効な率で排気ガス流中へアンモニアを注
入する手段、触媒下流においてNOx量を測定し、
NOx測定値信号を発生する手段、NOx測定値と
設定値とを比較し、NOx誤差信号を発生する手
段及び誤差信号に基いて、アンモニア注入率を修
正し、触媒下流のNOxを設定値に向うように調
整する手段を有する）が提供されている。
また、本発明の特徴に由来して、加熱された排
気を生ずるガスタービン及び熱回収式蒸気発生機
（その中を、加熱された排気が通過し、ここに蒸
気を発生させる）を有する形のスタツグ（蒸気ガ
スタービン）発電所内のNOx放出制御装置（こ
れを通過する排気の通路内に配置された触媒、熱
回収式蒸気発生機の排ガス中のNOxを減少させ
るために、NOxとアンモニアを反応させて窒素
と水とを生成させるのに有効な型をもつ触媒、少
くともガスタービンの圧力、温度、空気流量及び
燃料流量に基いてNOx予測値信号を発生する手
段、NOx予測値信号に応答して、触媒下流の
NOxをNOx設定値まで減少される量のアンモニ
アを加熱された排気中へ注入するためのアンモニ
ア制御システム、触媒下流のNOx量に関連して
NOx測定値信号を発生する手段、NOx測定値信
号と設定値との差に基いてNOx誤差信号を発生
する手段、及び誤差信号に応答して、誤差信号を
減少させる方向に、またそのような分量において
アンモニア注入を調整する手段とを有する）が提
供されている。
また、本発明の特徴に由来して、触媒上流にお
ける、燃焼工程からの排気ガス流中へのアンモニ
アの流入を制御する方法（燃焼工程により生起さ
れるNOxの量を予測し、NOxの予測量と触媒中
において反応し、触媒下流のNOxのレベルを
NOx設定値と等しくさせるのに有効な率で、排
気ガス流中にアンモニアを注入し、触媒下流の
NOx量を測定してNOx測定値信号を発生し、
NOx測定値信号と設定値とを比較してNOx誤差
信号を発生し、且つ、誤差信号に応答して誤差信
号が減少するような方向に、またそのような分量
において、アンモニアの注入を調整する段階を有
する）を提供している。
更にまた、本発明の特徴により、加熱された排
気ガスを発生するガスタービンと熱回収式蒸気発
生機（ここに蒸気を発生させるために、その中を
加熱された排気ガスが通過する）及び、熱回収式
蒸気発生機内に触媒（同機の排ガス中のNOxを
減少させるため、窒素と水とを生成するために、
排気ガス通路内に配置されている）とを有する型
のスタツグ（蒸気ガスタービン）発電所のNOx
放出制御方法（少くともタービン中の圧力、温
度、空気流量及び燃料流量に基いてNOx予測値
信号を発生し、NOx予測値信号に応答して、
NOxと反応させ触媒下流のNOxをNOx設定値ま
で減少させる量のアンモニアを加熱された排気中
へ注入し、触媒下流のNOxの量に関連してNOx
測定値信号を発生し、NOx測定値信号と設定値
との差に基いてNOx誤差信号を発生させ、且つ
誤差信号に応答して誤差信号が減少する方向に、
またそのような分量において、アンモニアの注入
を調整する段階を有する）を提供している。
本発明の上述及びその他の目的、特徴及び利点
は、附属図面（この中では等しい引用数字は同じ
要素を示している）と関連して読まれる以下の記
述から明らかとなるであろう。
〔実施例〕
最初に、第１図について説明すれば、１０は全
体図として示された従来のガスタービンでコンプ
レツサー１２、燃焼機１４及びタービン１６を含
んでいる。
コンプレツサー１２の吸入口１８に供給された
空気は、機械的接続２０によりタービン１６から
帰還される動力によつて圧縮される。圧縮された
空気は導管２２を通り、燃焼機１４に供給され
る。燃料は燃焼機に供給され、ここで圧縮空気の
存在下で燃焼されて強力な加熱ガスが発生され、
導管２４を経由してタービン１６へ供給される。
高速で運動する加熱ガスはタービン１６内で膨張
し、一段又は多段式タービンを駆動し、コンプレ
ツサー１２駆動用の機械的接続２０のトルクのみ
ならず、負荷に適用される出力シヤフト２６のト
ルクを発生する。
ガスタービン１０は従来から使用されてきたも
のであり、幾つかの制御機、連動装置及び燃料供
給装置を含むが、これらは通常のものであるか
ら、第１図においては示されておらず、記述もさ
れていない。しかし、当業者は、従来のシステム
においてのこれら各装置の必要性を認め、ここで
これらが省略されていても、本発明を製造し、使
用することを妨げられることはないであろう。制
御機３０から燃焼機１４へ向う線２８は、このよ
うな従来よりの制御を象徴的に示すもので、この
図の場合では、例えば、燃焼機１４への燃料流量
の制御及びこれによるガスタービン１０の出力の
制御を示している。このほか、制御機３０は本発
明に関連する、後述の他の機能を有する。
ガスタービン１６からの排気は導管３２を通過
し、熱回収式蒸気発生機３４に向う。熱回収式蒸
気発生機３４は、以下に述べる特別の要素を除け
ば、通常のものであり、１又はそれ以上の熱交換
用チユーブ（これに組み合されたポンプ、バル
ブ、内部及び外部配管をもつ）が含まれることが
ある。これらは表現を簡明にするため、ここでは
省略されている。熱回収式蒸気発生機３４を通過
した後、ガスタービン排気は、排気筒３６から大
気へ向けて排出される。
給水は、排気筒３６近傍の給水管３８から熱回
収式蒸気発生機３４内を、排気ガス流と逆方向に
流れ、排気導管３２近傍の蒸気導管４０に蒸気又
は過熱蒸気として現われる。蒸気導管４０は蒸気
を蒸気タービン４２へ導き、蒸気はここで膨張し
て出力シヤフト４４に機械力を発生させる。消耗
された蒸気は、蒸気タービン４２から導管４６を
経由してコンデンサー４８へ送られ、ここで凝結
し、給水導管３８への給水が得られる。ここで
は、１本の蒸気導管４０が示されているのみであ
るが、タービンが１段又は多段より成ることがあ
ることは、当業者にとつて明らかであろう。
熱回収式蒸気発生機３４中には触媒５０が配置
される。触媒５０は、NOxとNH3を反応させ、
その殆どを窒素と水にするのに好都合な型のもの
であれば何でもよい。触媒５０は、例えば日立ゼ
オン社よりノクスノン（Noxnon）の商標で発売
されている触媒のように、ブロツク状に仕上げら
れた襞つきの材料を用いた多孔質構造のものが好
ましい。
排気導管３２から熱回収式蒸気発生機３４に入
つたガスタービン排気は、約480〓から1050〓ま
での範囲の温度を有し、熱回収式蒸気発生機３４
を通過するときに冷却され、これが排気筒３６を
出るときには約250〓となつている。触媒５０は
触媒作用が最も有効に行われる温度の位置に配置
される。使用される触媒によつて、約150℃から
約500℃の範囲の触媒温度が要求される。ある触
媒については温度が高過ぎると、これに吸収され
ていたNH3が駆逐され、回復に数分から数十分
を要することがある。また、触媒の温度が低過ぎ
る場合には、希望の化学反応が行われず、又は化
学反応が緩慢となり、大部分のNOxが排気筒３
６を通つて放出されることがある。
NH3注入制御システム（以下、「NH3制御シス
テム」という）５２は、導管５４を経由して排気
導管３２中に配置されているスプレイ素子に
NH3を供給する。NH3制御システム５２は熱回
収式蒸気発生機３４中に配置された温度センサー
６０（触媒５０の上流至近の位置に配置すること
が好ましい）から線路５８を経由して温度信号を
受信する。かくて、温度センサー６０からの温度
信号は触媒５０の温度と密接に関連しているに違
いない。熱回収式蒸気発生機３４内のNOxセン
サー６２は、排気中のNOx濃度に対応する信号
を発生し、この信号は線路６４を経由してNH3
制御システム５２及び表示・警報装置６６に入力
する。O2はガスタービン制御機中で計算され、
制御システムに別個に加えられる。NH3センサ
ー６８は任意的に取り附けられるもので、排気中
のNH3濃度に比例した信号を線路７０上に発生
させるためのものである。NH3信号は表示・警
報システム６６にも入力する。
NOxセンサー６２は、好んで熱回収式蒸気発
生機３４の外側に配置されるものであり、また排
気筒３６へ導かれるガス流内の適当な位置に置か
れたプローブからのガス標本がこれに供給され
る。ガス標本は、分析器まで好んで配管により運
ばれる。このような配管によるガス輸送には数秒
から１分又はそれ以上の輸送時間が必要となる
が、分析装置を安定なまた、管理された環境に配
置することは、正確な結果を得るためからも、ま
た、較正及び保守上の便宜上の面からの必要であ
る。
NOx予測器７２は、内部パラメータ及び測定
されたパラメータに基いてNOx予測値信号を発
生し、この信号は線路７４を経由してNH3制御
システム５２に入力する。NOx予測器７２は、
コンプレツサー１２から線路７６を経由して温
度、圧力、流量及び湿度の各信号を含む諸入力を
受信する。これらの諸入力に基いて求められた
NOx予測値信号は、変化が生じてから約１秒か
ら約10秒以内に運転条件に迅速に応答し、NOx
予測器７２から線路７４を経由してNH3制御シ
ステム５２に入力する。かくて、NH3制御シス
テム５２は、導管５４を経由してスプレイ素子５
６へ供給されるNH3の量を最新の情報に基いて
調整することができる。
制御機３０はNOx設定値信号を発生し、この
信号は線路７８を経由してNH3制御システム５
２へ入力する。NOx設定値信号は手動制御によ
り、又は、内蔵プログラム若しくは外部入力に応
答するコンピユータにより発生することができ
る。
燃焼機１４内のNOx発生量は、その火焔ゾー
ン温度の指数函数である。火焔ゾーンの温度を減
少させる一方法は、燃焼機１４内に蒸気を注入す
ることである。蒸気の注入により、燃焼機１４内
の温度は若干低下するが、質量流量が増加するた
めに、却つて出力は僅かながら増大する。蒸気は
蒸気系統の適当な点（ここでは一応蒸気タービン
４２として示されている）から蒸気バルブ８２に
伝達され、ここから管路８０を通つて燃焼機１４
へ導かれる。制御機３０は注入バルブ８２を制御
する蒸気制御信号を線路８６を通じて出力する。
ガスタービン１０への要求出力が変化すると、こ
れに応じて注入蒸気量が変化し、燃焼機１４から
のNOxの逸出量は減少し、従つて、NH3制御装
置５２及び触媒５０により調整されるべきNOx
量の変動は減少する。
簡単に述べると、排気筒３６から排出される排
気中のNOxは、NH3制御システム５２から注入
されるアンモニアにより制御され、また、NH3
制御システム５２はNOx予測器７２から供給さ
れる迅速な応答特性をもつNOx予測値い基いて
作動する。NOx予測器７２はガスタービン１０
内の諸パラメータ（測定値及び計算値）に基い
て、燃焼機１４内に発生するNOxについて充分
に正確な予測値を発生するものと信じられる。こ
のため、NOx予測値にのみ基いても、応答性の
優れた汚損制御を行うことができる。しかし、
NOx予測値信号には僅かながら誤差が生ずる可
能性がある。この場合、NOxセンサー６２から
のNOx信号をNH3注入の微細又は精密調整のた
めに使用し、NOxの放出を更に減少させること
ができる。
次に第２図について説明すれば、ここには、触
媒反応器からの排気のNOx及びNH3の量を示す
曲線が示されている。すなわち、NH3の量が増
大するにつれてNOxは減少する。NOx及びNH3
の単位は相対体積密度である。NOx曲線８８は
左から右へ向けて減少するのに対し、NH3曲線
９０は左から右へ向けて増加する。これらの交点
９２で最適値が得られ、NOx及びNH3放出によ
る全体としての汚損は最少となる。環境がNOx
の方が過剰となることを要求する場合には、操作
範囲９４が用いられる。ここではNOxの最少値
９６は交点９２よりも上方に位し、このため排気
ガス中ではNOxの体積密度はNH3のそれよりも
大きい値を保つ。NOxの最大値９８は操作範囲
の上限を定める。設定値１００は制御機３０によ
り選択され（第１図）、回線７８を経由してNH3
制御システム５２に入力する。
第３図に示すように、両曲線の交点に設定値が
定められると、NH3制御の誤差は交点の上下に
亘つて変動する。この型の制御はNOxの測定に
加えてNH3の測定を行うことによつてその価値
を高めるものである。NH3及びNOxの量が相等
しくなつたときに希望の設定値が得られる。しか
し、所要の感度、精度及び信頼度をもち、予想さ
れる使用条件に適するようなNH3感知装置はこ
れまでに存在していない。しかし、第１図に見ら
れるように、将来を予想し、線路７０からアンモ
ニア制御システム５２へ向けて回線７１を設け、
NH3測定値をアンモニア制御装置５２へ供給し、
これをNOx測定値と組み合わせてこれらの制御
信号（１次制御用であつても、微調整用の信号と
してでもよい）として使用するための準備をして
おくことは可能である。
次に、第４図について説明すれば、NOx予測
器７２は測定値又は推定値によつて作動し、線路
７４上にNOx予測値信号を送出する。NOx予測
値信号を求めるための最終方程式は次の通りであ
る。
M〓NOx＝Amf／（１＋Bτ）・fH・fS・exp（CΔTCD＋ｇ
） この計算に使用される測定値、計算値及び常数
等は次のように定められる。
(1) QC＝コンプレツサー吸気口の空気流量（ft
３／m3） (2) PCD＝コンプレツサー突出空気圧（PSIA） (3) TCD＝コンプレツサー突出空気温度（゜Ｒ） (4) ΔTCD＝TDC−T0（ 0R） (5) m〓f＝燃料質量流量（1bm／sec） (6) m〓s＝注入蒸気質量流量（1bm／sec） (7) Ｈ＝大気絶対湿度（1bmH2O／1bm乾燥空
気） (8) PA＝大気圧（PSIA） (9) TA＝大気温度）（゜Ｒ） (10) Tstd＝519゜R (11) Pstd＝14.696psia (12) ρstd＝0.07648 1bm／ft3 (13) m〓dc＝圧縮機吸気口での乾燥空気流量 （1bm／sec） ＝QcPstdHCPA／PstdTstd／TA (14) HC＝湿度補正係数 ＝１−1.608H／（１＋1.608H） (15) Ｆ＝乾燥燃料対乾燥空気質量比 ＝m〓f／m〓dc (16)τ＝燃焼機内の相対滞留時間 ＝PCD／｛m〓dc＋m〓f＋m〓s）TDC｝ (17)ｇ＝燃焼機吸気口温度補正 ＝ａ（Ｆ−F0）2／TDC (18) fH＝湿度係数＝exp〔−19（Ｈ−0.006343）〕 (19) fs＝蒸気注入補正 ＝exp〔（ｂ＋CΔTCDVS／（１＋drs）〕 (20) γs＝蒸気対燃料質量比＝m〓s／m〓f (21) M〓NOx＝NOx流量予測値（1bm／sec） (22) ａ，ｂ，ｃ，ｄ，Ａ，Ｂ，Ｃ，T0，F0は特
定のシステム、 運転点等に依存する常数である。更に、Ａ，
Ｃ，ａ，ｂ及びｃは特定の炭化水素、又は燃料を
構成する炭化水素に依存する。異つた燃料組成の
調整は自動的又は人工的に行われる。
湿度補正器１０２はコンプレツサー吸気管の空
気流量測定値Qcに標準空気密度ρstdを乗じ、ま
た、その結果から湿度による誤差を除去するため
に、これに湿度補正係数HCを乗ずる。ρstd及びHC
はあとで明確にする。
湿度の影響を補正された値は、湿度補正器１０
２から圧力・温度補正器１０４に入力する。大気
圧力PAは標準圧力ρstdで除算され、また標準温度
Tstdは大気温度TAで除算され、これらの比は湿
度補正器１０２から送られてきた湿度補正係数
HCが乗ぜられ、標準状態に換算された乾燥空気
の質量流量が得られる。
燃料／空気比計算器１０６は、燃料供給率m〓f
（測定値又は計算値）を乾燥空気質量流量m〓dcで
除算し、乾燥燃料／空気比Ｆが求められる。
計算により求められた燃料／空気比Ｆは燃焼機
吸気管温度補正器１０８に入力する。
燃焼機吸気管温度補正器１０８は圧縮機放出空
気温度TCDに関する信号をその第２入力端子にお
いて受信し、これにより燃焼機吸気管補正係数ｇ
を計算し、この値は予測器１１２の入力端子に入
力する。燃料質量流量mfもまたNOx流量予測器
１１２に入力する。
コンプレツサー放出空気温度TCDは、コンプレ
ツサー放出空気圧力の測定値PCD、注入蒸気質量
流量m〓s及び燃料流量率m〓fと同じく、燃焼室滞留
時間計算器１１０に入力する。相対滞留時間τは
以上の出力から既に述べた通りに計算され、
NOx流量予測器１１２に入力する。
湿度係数計算器１１４は既に述べた通りに係数
fHを計算し、その値はNOx流量予測器１１２に入
力して、NOx流量予測に関する大気湿度の影響
を補正する。
蒸気対燃料比計算器１１６は注入蒸気及び燃料
の質量流量の比をとつて蒸気対燃料比rsを求め、
その値は蒸気注入補正計算器１１８に入力する。
また、蒸気注入補正計算器１１８はコンプレツサ
ー放出空気温度信号TCDを受信し、既に述べた方
程式によつて蒸気注入補正信号fsを計算し、その
値はNOx流量予測器１１２に入力する。コンプ
レツサー放出空気温度TCDもNOx流量予測器１１
２に入力する。NOx予測値信号は、前述の方程
式によりNOx流量予測器１１２内において計算
され、線路７４上に出力される。
NOx予測器７２はアナログ又はデイジタル回
路（デイスクリートなもの、又は集積されたもの
でもよい）を含む適当なハードウエアにより構成
される。ここに選択された実施例においては、
NOx予測器７２はマイクロプロセツサーを使用
し、必要に応じてマルチプレクサー及びデイマル
チプレクサー装置を与えられるほか、適当な入力
及び出力信号整合装置を備えるものであり、これ
らは、当業者が知得している情報に基けば明白な
事項である。
次に第５図について説明すれば、NH3制御シ
ステム５２の機能は、基本的には、線路１５８の
NOx質量流量測定値を線路７８ａ及び７８ｂの
何れか一方からの設定値信号（これら両設定値信
号のうちの選択されたものが線路１５９に導かれ
る。選択法については後述する。）を比較し、
NH3供給器１２０から、導管５４を通つてスプ
レイ素子５６（第１図）へ向けて行われるアンモ
ニアの供給を制御する信号を発生することにあ
る。しかし、前述の比較と制御が行われる前に、
予測値及び設定値は、直接比較するのに適した単
位に換算する必要がある。更に、異つた源からの
データを組み合せるに際して夫々に適当な遅延時
間を附与しなければならない場合がある。これ
は、各データの検出に夫々時間的な遅れがあるた
めであり、工程内の同一発生時間の各々の効果を
基準として各データを関連づける必要があるため
である。
従来のNOx分析器では排気流中のNOxの百分
率体積流量（乾燥時）が求められる。前述した通
り、大気中の酸素は体積で空気の約21％を占め
る。ガスタービン中で反応されることにより、空
気は燃料と結合し、NOxが生成されるため、ガ
ス中の空気量は減少する。能率的な運転が行われ
るように調整された定格負荷及び運転条件下で
は、ガスタービンは例えば約15％の酸素をもつ排
気ガスを発生する。このような正常な値は、排気
筒内のO2量と比較される基準値として使用する
ことができる。排気筒のO2は線路６５を通つて
O2基準値発生器１２２に入力する。ここでO2補
正係数が発生され、その値は線路１２４を通り遅
延時間τ1の遅延回路１２６（τ1はO2の計算及び
NOxセンサーの応答時間差に等しい）に入力す
る。遅延回路１２６の遅延された出力は乗算器１
２８の第１の入力端子に入力する。NOx密度測
定値は線路６４を経由して乗算器１２８の第２の
入力端子に入力する。乗算器１２８の出力（O2
について補正されたNOx測定値）は回線６４を
通り、表示・警報装置６６に入力する。
O2補正係数は次の形を持つ。
O2補正係数＝0.21−Oo／0.21−Os ここで、Oo＝O2基準値 Os＝O2測定値 遅延回路１２６は酸素補正係数を時間τ1（τ1は
O2の計算及びNOxセンサー応答時間の差に等し
い）だけ遅延させるので、乗算器１２８の出力は
過去の同一時間に発生した二つの量の積を表わす
ものである。NOx測定値をO2について補正する
ことにより、表示・警報装置６６はO2で補正さ
れたNOx測定値を直接に比較することができる。
O2基準値発生器１２２は逆補正係数
（decorection factor）をも発生する。この量は
線路１３０を通り、O2逆補正係数乗算器１３２
に入力する。O2逆補正係数乗算器１３２の他の
入力は線路７８ａのNOx設定値（O2の百分率値
を固定し、これを基準として求めたPPM値とし
て送られてくる）を受信する。制御機３０（第１
図）で発生されたNOx設定値（線路７８ａ上）
は、NOxの読みに及ぼすO2の影響を含んでいな
い。従つて、線路１３０のO2逆補正係数は、O2
逆補正係数乗算器１３２の出力が、PPMで表わ
されたNOxの形となるように、NOx設定値に係
数を挿入するものである。O2逆補正係数の形は
次の通りである。
O2逆補正係数＝0.21−Os／0.21−Oo O2逆補正係数はO2補正係数の逆数であること
に気附くであろう。O2逆補正係数乗算器１３２
の出力（NOx設定直を106についての比率で表わ
す）は線路１３４を通り、NOx質量流量計算器
１３６の一方の入力端子に入力する。
ガスタービン流量の測定値及び計算値は線路１
３８を経由し、遅延時間τ2の遅延回路１４０（τ2
はNOx分析器の応答時間とガスタービン流量が
測定される点からガス標本が抽出された点間をガ
スが通過する時間の差に等しい）に入力する。遅
延回路１４０により遅延された出力は線路１４２
を通り、流量測定値計算器１４４及びNOx質量
流量計算器１３６の入力端子に入力する。NOx
質量流量計算器１３６内でPPMで表わされた
NOx設定値と遅延されたガスタービン流量信号
（線路１４２）とが掛け合され、体積流量の単位
NM3／HRで表わされたNOx設定値が得られる。
この設定値は設定値選択器１４６に入力する。最
少設定値NM3／HRは回線７８ｂを通り、設定値
選択器１４６に入力する。
設定値選択器１４６はNOx質量流量計算器１
３６の出力と回線７８ｂの低NOx流量設定値と
比較し、もしNOx質量流量計算器１３６の出力
が低NOx流量設定値以上であるならば、高NOx
流量設定値がこれに引続く回路において使用さ
れ、低NOx設定値は使用されない、逆に、NOx
質量流量計算器１３６の出力が低NOx設定値よ
りも小であれば低NOx設定値が使用され、高
NOx設定値は使用されない。例えばコンパレー
タ１４７がNOx設定値（NOxSP）と低NOx設定
値をその入力端で受信したものとする。ANDゲ
ート１４８はNOx設定値及びコンパレータ１４
７の出力を受信する。コンパレータ１４７の出力
はインバータ１５０において反転され、その結果
はANDゲート１５２の一方の入力端子に入力す
る。ANDゲート１４８及び１５２の出力はORゲ
ート１５４に入力しその出力は加算器１５６に入
力する。
素子１４８及び１５２にはANDゲートとして
表示されているが、実際には次のようなスイツチ
回路である。すなわち、素子１４８及び１５２
が、夫々コンパレータ１４７及びインバータ１５
０からその一方の入力端子に入力する信号が論理
レベルに達することにより可能化されれば、これ
ら素子の出力端子には、それらの入力信号に比例
するアナログ電圧が出力される。これらの入力制
御信号が禁止されるときは、これら素子の入力及
び出力端子は切り離される。かくて、ORゲート
１５４の出力はNOxSP又は下記設定値の何れか
一方に関連したアナログ信号となる。
測定質量流量計算器１４４はNOx測定値信号
（PPM）と遅延されたガスタービン流量信号とを
掛け合せ、NM3／HRで表わされたNOx流量値を
求め、この量は線路１５８を通り、加算器１５６
の負の入力端子に入力する。加算器１５６への両
入力はNH3／HRの単位をもつNOx質量流量であ
ることに注意すべきである。加算器１５６の出力
は選択されたNOx設定値とNOx測定値間の差を
表わし、回線１６０を通り、制限回路附・比例・
積分制御器（ａ proportional plus intergral
controller、以下PI制御と略記する）１６２に入
力する。
ここで、一時的に第１図を参照すれば、スプレ
イ素子５６は排気導管３２中のタービン排気流の
中へ、排気ガスとアンモニアの混合気体が触媒５
０を通過し、ここで反応した後に、排気筒３６か
らのNOx排出が最少となるようなNH3対NOxの
モル比で、アンモニアを注入する。しかし、
NOxはこの点で測定されず、触媒５０下流の排
気筒３６の近傍で測定されることに気附くであろ
う。NOxの測定がスプレイ素子５６の近傍では
なく、排気筒３６の近傍で行われる理由の一つ
は、排気導管３２中では温度が高く、ガス流の面
積も大きいため、この点では正確なNOxの測定
が困難なためである。熱回収式蒸気発生機３４及
び触媒５０を通過する間に、両ガスが冷却され混
合された後は、NOxセンサー６２の位置でガス
の特性を代表するガス標本は容易に採取すること
ができる。しかし、NOxセンサー６２によつて
測定されるNOxは、触媒５０での反応後に残量
するNOx量であり、スプレイ素子５６中でアン
モニア注入の対象となるNOx量ではないという
事実は、NH3制御システム５２に対し、スプレ
イ素子５６におけるNOx量をNOxセンサー６２
の測定から推定し、必要なアンモニア注入量を定
めなければならないという要求を課するものであ
る。
第７図によると、触媒の効率をある値にとる
と、触媒５０の下流の残留アンモニアの量はスプ
レイ素子５６におけるアンモニア対NOxのモル
比に依存する。かくて、触媒の効率をある値にす
ると、触媒下流のNOx誤差信号（線路１６０、
第６図）はスプレイ素子５６に存在するアンモニ
ア／NOxのモル比で表わすことができる。第６
図を参照すれば、線路１６０のNOx誤差信号は、
選択的に、第７図の関係に従つた形の応答特性を
もつ非直線増幅器１６４に加えてもよい。この実
施例は第５図のPI制御についての他の選択を示
すものである。かくて、与えられた誤差信号（線
路１６０）について、非直線増幅器１６４は、そ
の利得値（第７図に示す曲線の傾斜）により、
NOx誤差１６０を修正する。このモル比値信号
は温度補正器１６８に入力する。これにより
NOx誤差は吸気口でのモル比に改められる。触
媒温度に関する信号も線路５８を経由して温度補
正器１６８に印加される。周知の通り触媒の効率
はその温度に関連する。すなわち、触媒５０が減
少させることができるNOxの量は触媒温度に依
存する。触媒温度が低い場合には、触媒５０は本
質的にアンモニアと何等の反応をすることができ
ず、従つて、排気ガス中にアンモニアを注入して
も目的は達成されない。高温では触媒は次第に有
効となり、従つて触媒効率が最大となる温度範囲
に達するまでは注入量を増加しても差支えない。
温度補正器１６８は線路１６６を通じて受信した
モル比値信号に非直線利得函数を適用し、これに
よつて、触媒温度が低い場合には利得は本質的に
は零であり、アンモニアは注入されない。温度が
増加すると、NOxとアンモニアとを反応させる
触媒の能力に確実に追随し得るような形で利得は
増加する。温度補正器１６８の出力は線路１７０
を通り、不感帯発生器１７２に印加され、これに
より、出力値の変動は小さい範囲に抑えられる。
不感帯発生器１７２の出力はPI制御器１７３を
通り制限回路１７４に入力し、このため、線路１
７６へ印加される出力信号の正又は負方向への逸
脱は制限される。これはアンモニア注入が正又は
負方向に逸脱することを防ぎ、従つてNOx及び
NH3双方の放出を制限するものである。
次に第５図に戻る。吸気口モル比値信号は線路
１７６を通り乗算器１７８の一方の入力端子に入
力する。制御器１６２の利得は、乗算器１７８に
線路１７６を通じて入力する信号が、NOx予測
値信号（線路７４を通じ乗算器１７８の他の入力
端子に入力する）と掛け合せるのに適するように
その度合い（scale）が定められている。従つて、
これらの２つの量を掛け合せた結果からNOxの
影響（NOxはNH3対NOxのモル比ではその分母
に位置する）は除去され、その値は線路１８０を
通じてアンモニア供給器１２０に印加される
NH3指令値信号が得られたことになる。
次に第８図について説明すれば、アンモニア供
給器１２０は線路１８０上のNH3制御信号を
NH3制御器１８２において受信する。NH3制御
器１８２は制御弁１８４へ駆動信号を出力する。
NH3供給源１８６（本図に示される加圧貯蔵器
又は他の適当な貯蔵もしくは発生装置のように、
便利な型のものであれば種類は問わない）は導管
１８８を通じて制御弁１８４へ加圧されたアンモ
ニアを供給する。制御弁１８４は、NH3制御器
１８２からの駆動信号に応答して、NH3流を流
量測定装置１９０を経由して混合器１９２に供給
する。混合器１９２の出力は導管５４を通り、ス
プレイ素子５６へ供給される。流量測定装置１９
０は帰還信号をNH3制御器１８２へ向けて出力
し、NH3制御弁１８４の閉制御ループを完成す
る。
ガスタービンの流量値が大きい場合には、
NH3が適当に霧状化してタービンガス流と混合
し、触媒の利点が最大限に利用されるのには、
NH3の供給率が不足する可能性がある。充分な
ガス流がスプレイ素子５６へ向けて考究されるこ
とを保証するために、補助空気供給器（総体的に
１９４として示されている）を取り附ける場合が
ある。ブロワー１９６は導管１９８に沿つて加圧
空気を空気制御弁２００及び流量測定器２０２を
通して混合器１９２の第２の入力端に供給し、こ
こでNH3と混合させた後、スプレイ素子５６へ
供給する。
発明の第２の実施例として、ブロワー１９６か
らの空気流量を一定に保つものがある。更に第２
の実施例においては、補助空気供給装置１９４中
の空気流量はガスタービン流量と関連づけられて
いる。この場合、空気制御器２０４はガスタービ
ン流量に関する信号を線路１３８から受信し、こ
れに応答して制御弁２００を駆動する。流量測定
器２０２は、空気制御器２０４の閉ループ制御が
可能となるように帰還信号を空気制御弁２０４に
供給する。混合器１９２内で混合されたNH3と
空気の混合流速度は、スプレイ素子５６において
ガス流中へNH3を勢よく注入するのに適当な値
をもつものである。
以上、添付図面を引用しながら、特殊な、また
選び出された実施例について記述してきたが、発
明はこれらの精密な実施例に制限されるものでは
ないこと、及び、種々の変形及び修正が特許請求
の範囲において定められた発明の視点又は精神か
ら遊離することなく、当業者により為し遂げられ
得ることが理解されたものと信ずる。
【図面の簡単な説明】
第１図……本発明の一実施例による蒸気タービ
ン及びガスタービンシステム簡単に図示する説明
図。第２図……第１図のスタツグ発電所におい
て、アンモニア及びNOxの混合比を変化させた
場合のこれら物質の放出量に関する一組の曲線を
示す図。第３図……第２制御基準を定めるためア
ンモニア及びNOxのモル比に関する一組の曲線
を示す図。第４図……第１図のNOx予測器のブ
ロツク線図。第５図……第１図のNH3制御シス
テムのブロツク線図。第６図……NH3制御シス
テムのブロツク線図。第７図……NH3とNOxの
モル比と、第１図のスタツグ発電所の放出物中の
NOxの関係を示す図。第８図……第５図のNH3
供給器を図解する説明図。 符号表、１０……ガスタービン、１２……コン
プレツサー、１４……燃焼機、１６……タービン
（ガスタービン本体）、１８……吸気管、２０……
機械的結合、２２，２４……導管、２６……出力
シヤフト、２８……線路、３０……ガスタービン
制御機、３２……排気導管、３４……熱回収式蒸
気発生機、３６……排気筒、３８……給水導管、
４０……蒸気導管、４２……蒸気タービン、４４
……出力シヤフト、４６……導管、４８……コン
デンサー、５０……触媒、５２……アンモニア制
御装置、５４……導管、５６……スプレイ素子、
５８……線路、６０……NOxセンサー、６２…
…NOxセンサー、６４……線路、６６……表
示・警報装置、６８……アンモニアセンサー、７
０，７１，７４，７６，７８……線路、７２……
NOx予測器、８０……管路、８２……蒸気注入
弁、８４……管路、８６……線路、８８……
NOxの曲線、９０……NH3の曲線、９２……
NOx，NH3両曲線の交点、９４……操作範囲、
９８……同上限、９６……同下限、１００……設
定値、１０２……湿度補正器、１０４……圧力・
温度補正器、１０６……燃料／空気比計算器、１
０８……燃焼機吸気管温度補正器、１１０……燃
焼機滞留時間計算器、１１２……NOx流量予測
器、１１４……湿度係数計算器、１１６……蒸気
対燃料比計算器、１１８……蒸気注入補正計算
器、１２０……NH3供給器、１２２……O2基準
値発生器、１２４……線路、１２６……遅延回
路、１２８……乗算器、１３０……線路、１３２
……O2逆補正計数乗算器、１３４……線路、１
３６……NOx質量流量計算器、１３８……線路、
１４０……遅延回路、１４２……線路、１４４…
…測定質量流量計算器、１４７……コンパレー
タ、１４８……ANDゲイト、１５０……インバ
ータ、１５２……ANDゲイト、１５４……ORゲ
ート、１５６……加算器、１５９……線路、１６
０……線路、１６２……制限回路附比例・積分制
御器、１８０……線路、１６４……非直線増幅
器、１６６……線路、１６８……温度補正器、１
７０……線路、１７２……不感帯発生器、１７３
……PI制御器、１７４……制限回路、１７６…
…線路、１８０……線路、１８２……NH3制御
器、１８４……制御弁、１８６……NH3供給器、
１８８……導管、１９０……流量計測装置、１９
２……混合器、１９４……補助空気供給装置、１
９８……導管、２０２……流量計測装置、２０４
……空気制御器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 燃焼工程において生起された排気ガス流中に
    触媒を配置し、前記触媒においてNOxと反応さ
    せるために、前記触媒の上流において前記排気ガ
    ス流中へのアンモニアの流入を制御する触媒によ
    るガスタービン排気の制御装置において、 前記燃焼工程において生起されるNOxの予測
    量を予測するNOx予測手段と、 前記排気ガス流中に前記NOx予測量と効果的
    に反応し、前記触媒下流のNOxレベルをNOx設
    定値に等しくさせるような注入率で前記アンモニ
    アの注入を制御するアンモニア注入制御手段と、 前記触媒下流においてNOx量を測定し、NOx
    測定値信号を発生するNOxセンサー手段とを含
    み、 前記アンモニア注入制御手段は、前記測定値信
    号を前記NOx設定値と比較し、NOx誤差信号を
    発生させる誤差信号発生手段と、 前記誤差信号に基づいて、前記注入率を修正
    し、触媒下流における前記NOx量を前記設定値
    の方向へ調整する調整手段とを含み、 前記調整手段は、前記触媒の温度に基づいて前
    記注入率を補正する温度補正手段を含むことを特
    徴とする触媒によるガスタービン排気の制御装
    置。 ２ 前記NOx予測手段が、少なくとも圧力、温
    度、空気流量率及び燃料率を使用することを特徴
    とする特許請求の範囲１項の触媒によるガスター
    ビン排気の制御装置。 ３ 前記触媒下流におけるNOxがアンモニアよ
    りも優勢となる場合を含むことを特徴とする特許
    請求の範囲１項の触媒によるガスタービン排気の
    制御装置。 ４ 前記設定値が、アンモニアのNOxに対する
    モル比が約0.91から1.0までの値となるものを含
    むことを特徴とする特許請求の範囲１項の触媒に
    よるガスタービン排気の制御装置。 ５ 燃料工程において生起された排気ガス流中に
    触媒を配置し、前記触媒においてNOxと反応さ
    せるために、前記触媒の上流において前記排気ガ
    ス流中へのアンモニアの流入を制御する触媒によ
    るガスタービン排気の制御装置において、 前記燃焼工程において生起されるNOxの予測
    量を予測するNOx予測手段と、 前記排気ガス流中に前記NOx予測量と効果的
    に反応し、前記触媒下流のNOxレベルをNOx設
    定値に等しくさせるような注入率で前記アンモニ
    アの注入を制御するアンモニア注入制御手段と、 NOx放出を減少させるのに有効な量の蒸気を
    前記燃焼工程に注入する蒸気注入手段と、 前記触媒下流においてNOx量を測定し、NOx
    測定値信号を発生するNOxセンサー手段とを含
    み、 前記アンモニア注入制御手段は、前記測定値信
    号を前記NOx設定値と比較し、NOx誤差信号を
    発生させる誤差信号発生手段と、 前記誤差信号に基づいて、前記注入率を修正
    し、触媒下流における前記NOx量を前記設定値
    の方向へ調整する調整手段とを含み、 前記調整手段は、前記触媒の温度に基づいて前
    記注入率を補正する温度補正手段を含み、 前記NOx予測手段は、注入蒸気量に基づいて
    前記NOx予測量を修正する修正手段を含むこと
    を特徴とする触媒によるガスタービン排気の制御
    装置。 ６ 加熱された排気を生起するガスタービン及び
    機内に蒸気を発生させるために、前記加熱された
    排気がその中を通過する熱回収式蒸気発生機を有
    する蒸気ガスタービンプラント内のNOx放出制
    御を行う触媒によるガスタービン排気の制御装置
    において、 前記熱回収式蒸気発生機の中に、これを通る前
    記排気ガス通路に配列され、前記熱回収式蒸気発
    生機の排ガス中のNOxを減少させるために、
    NOxとアンモニアを反応させ、窒素と水を生成
    させるのに有効な型を有する触媒と、 少なくとも前記タービン中の温度、空気流量及
    び燃料流量に基づいてNOx予測値信号を発生す
    る予測値信号発生手段と、 前記NOxと反応し、前記触媒下流のNOxを
    NOx設定値まで減少させるために、前記加熱さ
    れた排気ガス中へ、前記NOx予測値信号に応答
    してアンモニアを注入するためのアンモニア注入
    制御システムと、 前記触媒下流のNOx量についてのNOx測定値
    信号を発生させる測定値信号発生手段とを含み、 前記アンモニア注入制御システムは、前記
    NOx測定値信号と前記設定値との差に基づいて
    NOx誤差信号を発生させる誤差信号発生手段と、 前記誤差信号に応答して、前記誤差信号が減少
    する方向に、アンモニア注入を調整する調整手段
    とを含み、 前記調整手段は、前記触媒の温度に基づいて前
    記アンモニアの注入する量を補正する温度補正手
    段を有することを特徴とする触媒によるガスター
    ビン排気の制御装置。 ７ 大気中へのNOxの流出を減少させるために、
    排気中のNOxとアンモニアを触媒中において反
    応させることを可能にするために、燃料燃焼装置
    の前記排気中にアンモニア注入制御手段によつて
    注入される前記アンモニアの流量を制御し、前記
    燃焼装置の各パラメータに関連してNOx予測信
    号及び前記触媒下流のNOxの所望の状態を表わ
    す少なくとも一つのNOx設定値を発生させるの
    に有効的な制御装置と、前記触媒下流のNOxの
    相対体積濃度に関連したNOx実測値信号を発生
    するNOx分析器を含む触媒によるガスタービン
    排気の制御装置において、 前記少なくとも一つのNOx設定値は単位時間
    当りのNOxモル値で表わされ、相対的体積密度
    で表わされた前記NOx測定値信号を単位時間当
    りのNOxモル値で表わされた流量率に換算する
    計算手段と、 換算されたNOx流量率測定値とNOx設定値信
    号との差をとり、NOx誤差信号を発生させる誤
    差信号発生手段と、 前記NOx誤差信号を前記触媒の温度に基づい
    て補正し、その補正信号に応答してアンモニア対
    NOxのモル比値信号を発生させる調整手段と、 前記モル比値信号に、前記NOx予測値信号を
    掛け合せ、アンモニア指令信号を発生する乗算手
    段と、 前記アンモニア指令信号に応答して、前記排気
    ガス中にアンモニアを注入するアンモニア供給手
    段 を有することを特徴とする触媒によるガスタービ
    ン排気の制御装置。 ８ 前記少なくとも一つのNOx設定値信号は、
    NOx相対体積濃度で表わされた第１設定値信号
    及び単位時間当りNOxモル値で表わされた第２
    設定値信号を含み、 更に、前記アンモニア注入制御手段は、前記第
    １設定値信号を前記排気ガス中の酸素量について
    補正して、逆補正信号を発生させる逆補正信号発
    生手段と、 前記燃焼装置内の流量率をNOx分析装置の応
    答時間に時間的に整列させるための時間整列手段
    と、 前記逆補正信号に、前記時間的に整列された流
    量率とを掛け合せ、補正された第１設定値信号を
    発生させる計算手段とを含み、 前記時間的に補正された第１設定値信号と、第
    ２の設定値信号のうち、大なる信号を前記誤差信
    号発生手段に適用することを特徴とする特許請求
    の範囲第７項の触媒によるガスタービン排気の制
    御装置。 ９ 前記時間整列手段は、前記ガス流量率が測定
    される点から、前記NOxガス標本が採取される
    点までのガス輸送時間と、前記ガス分析装置の応
    答時間に等しい遅延時間を有することを特徴とす
    る特許請求の範囲８項の触媒によるガスタービン
    排気の制御装置。 １０ 前記モル比値信号を発生させる手段は、前
    記NOx測定値信号に応答して、前記触媒中の反
    応前のアンモニア対NOxのモル比値に比例する
    出力を有する非直線増幅器を含むことを特徴とす
    る特許請求の範囲７項の触媒によるガスタービン
    排気の制御装置。 １１ 前記モル比値信号を発生させる手段は、前
    記触媒の温度についての前記触媒の効率に従つて
    前記モル比値を修正するのに有効な温度補正器を
    含むことを特徴とする特許請求の範囲７項の触媒
    によるガスタービン排気の制御装置。 １２ 触媒上流において、燃焼工程により排気ガ
    ス流中へ注入するアンモニアの流量を制御する触
    媒によるガスタービン排気の制御方法において、 前記燃料工程において生起されたNOx量を予
    測し、 前記触媒において、前記NOx予測量と応答し
    て、前記触媒下流のNOxレベルをNOx設定値に
    等しくさせるのに有効な率で前記排気ガス流中に
    前記アンモニアを注入し、 前記触媒下流のNOx量を測定してNOx測定値
    信号を発生し、 前記NOx測定値を前記設定値と比較してNOx
    誤差信号を発生し、 前記誤差信号を前記触媒の温度に基づいて補正
    した補正信号を発生し、且つ、 前記補正信号に基づいて、前記触媒下流の前記
    NOxが前記設定値に近附く方向に前記注入率を
    修正することを特徴とする触媒によるガスタービ
    ン排気の制御方法。 １３ 加熱された排気を生起するガスタービン及
    びその内で蒸気を発生させるために、前記加熱さ
    れた排気を通過させる熱回収式蒸気発生機、及び 前記熱回収式蒸気発生機よりの排ガスのNOx
    を減少させるために、前記排気ガス通路中に配置
    された前記熱回収式蒸気発生機内の触媒 とを有する蒸気ガスタービンプラント内のNOx
    放出制御における触媒によるガスタービン排気の
    制御方法において、 少なくともガスタービン中の圧力、温度、空気
    量及び燃料流量に基づいてNOx予測値信号を発
    生し、 前記触媒下流の前記NOx設定値にまで減少す
    るために、前記予測値信号に応答してアンモニア
    を注入し、 前記触媒下流のNOxに関連したNOx設定値信
    号を発生し、 前記NOx測定値信号と前記設定値間の差に基
    づいてNOx誤差信号を発生し、 前記の誤差信号に応答して、前記誤差信号が減
    少する方向にアンモニアの注入を制御し、且つ、 前記誤差信号を前記触媒の温度に基づいて補正
    することを特徴とする触媒によるガスタービン排
    気の制御方法。 １４ 大気へのNOx流出を減少させるために、
    触媒中において排気中のNOxとアンモニアとの
    反応を可能ならしめるために、燃料燃焼装置の前
    記排気ガス中へ注入される前記アンモニアの流量
    を制御し、 前記燃焼装置は同装置内の諸パラメータに関連
    するNOx予測値信号及び前記触媒下流における
    所望のNOx状態を表わす少なくとも一つのNOx
    設定値信号を発生するのに有効であり、 NOx分析器が触媒下流のNOxの相対体積濃度
    に関連したNOx測定値信号を発生するアンモニ
    ア流量制御における触媒によるガスタービン排気
    の制御方法において、 前記NOx測定値信号を単位時間当りNOxのモ
    ル値で表わされたNOx流量率に換算する段階と、 換算されたNOx流量率測定値とNOx設定値信
    号との差を求めてNOx誤差信号を発生する段階
    と、 前記NOx誤差信号に応答してアンモニア対
    NOxのモル比値信号を発生する段階と、 前記モル比値信号と前記NOx予測値信号とを
    掛け合せてアンモニア指令信号を発生する段階
    と、 前記アンモニア指令信号に応答して、前記排気
    ガス中に前記アンモニアを注入する段階と、 前記誤差信号を前記触媒の温度に基づいて補正
    する段階を有することを特徴とする触媒によるガ
    スタービン排気の制御方法。
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