JPH0857251A - 脱硝装置のアンモニア注入量制御方法および装置 - Google Patents
脱硝装置のアンモニア注入量制御方法および装置Info
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- JPH0857251A JPH0857251A JP6201064A JP20106494A JPH0857251A JP H0857251 A JPH0857251 A JP H0857251A JP 6201064 A JP6201064 A JP 6201064A JP 20106494 A JP20106494 A JP 20106494A JP H0857251 A JPH0857251 A JP H0857251A
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- exhaust gas
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 負荷が急速に変化する際、その負荷変動に応
じてＮＨ3注入量を制御し、脱硝装置出口ＮＯｘ濃度お
よびリークＮＨ3濃度をコントロールする脱硝装置のＮ
Ｈ3注入量制御方法を提供する。 【構成】 被処理ガス流量、入口ＮＯｘ濃度の設定値と
実測値、ＮＨ3流量測定値に基いて脱硝装置へのＮＨ3注
入量を制御する方法において、被処理ガス流量、入口お
よび出口ＮＯｘ濃度測定値、入口ガス温度、リークＮＨ
3濃度測定値、ＮＨ3注入量測定値に基づき脱硝反応のシ
ミュレーションモデルを用いて現時点からｎ分後の出口
ＮＯｘ濃度およびリークＮＨ3濃度を予測し、それぞれ
の設定値との偏差によりＮＨ3注入量を補正する。
じてＮＨ3注入量を制御し、脱硝装置出口ＮＯｘ濃度お
よびリークＮＨ3濃度をコントロールする脱硝装置のＮ
Ｈ3注入量制御方法を提供する。 【構成】 被処理ガス流量、入口ＮＯｘ濃度の設定値と
実測値、ＮＨ3流量測定値に基いて脱硝装置へのＮＨ3注
入量を制御する方法において、被処理ガス流量、入口お
よび出口ＮＯｘ濃度測定値、入口ガス温度、リークＮＨ
3濃度測定値、ＮＨ3注入量測定値に基づき脱硝反応のシ
ミュレーションモデルを用いて現時点からｎ分後の出口
ＮＯｘ濃度およびリークＮＨ3濃度を予測し、それぞれ
の設定値との偏差によりＮＨ3注入量を補正する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、脱硝装置のアンモニア
注入量制御方法および装置に係り、特に排ガス中の窒素
酸化物を低減するのに好適なアンモニア注入量制御方法
および装置に関する。
注入量制御方法および装置に係り、特に排ガス中の窒素
酸化物を低減するのに好適なアンモニア注入量制御方法
および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の脱硝装置のアンモニア注入量制御
装置は、図２に示すように、処理ガス流量計１の出力信
号と入口ＮＯx 濃度計２の出力信号を乗算器７ａで乗算
して、入口ＮＯx 量信号２１とする。一方、入口ＮＯx
濃度計２の出力信号および出口ＮＯx 濃度設定器３の出
力信号より、引算器８ａおよび割算器９より必要脱硝率
信号１０を演算し、この信号を関数発生器１１に入力し
て、入口ＮＯx 量に対して必要なアンモニアモル比信号
１３を演算する。
装置は、図２に示すように、処理ガス流量計１の出力信
号と入口ＮＯx 濃度計２の出力信号を乗算器７ａで乗算
して、入口ＮＯx 量信号２１とする。一方、入口ＮＯx
濃度計２の出力信号および出口ＮＯx 濃度設定器３の出
力信号より、引算器８ａおよび割算器９より必要脱硝率
信号１０を演算し、この信号を関数発生器１１に入力し
て、入口ＮＯx 量に対して必要なアンモニアモル比信号
１３を演算する。
【０００３】出口ＮＯx 濃度設定器３の出力信号と出口
ＮＯx 濃度計４の出力信号との間の偏差信号を引算器８
ｂで求め、調節計１２ａで信号処理して、フィードバッ
クモル比信号１５を演算する。加算器１４ａでは、必要
モル比信号１３とフィードバックモル比信号１５を加算
して、全モル比信号１６とし、乗算器７ｂで、入口ＮＯ
x 量信号２１と乗算して、必要アンモニア流量信号２２
とする。次に、負荷要求信号５を微分器１７および２階
微分器１８で演算処理した信号を加算器１４ｂに入力
し、加算器１４ｂでは、これらの信号と前述の必要アン
モニア流量信号２２とを加算して、アンモニア流量要求
信号１９を演算する。このアンモニア流量要求信号１９
とアンモニア流量計６の出力信号の偏差を引算器８ｃで
求め、調節計１２ｂで信号処理してアンモニア流量調整
弁２０を開閉することにより、脱硝装置出口ＮＯx 濃度
を設定値近傍に維持していた。
ＮＯx 濃度計４の出力信号との間の偏差信号を引算器８
ｂで求め、調節計１２ａで信号処理して、フィードバッ
クモル比信号１５を演算する。加算器１４ａでは、必要
モル比信号１３とフィードバックモル比信号１５を加算
して、全モル比信号１６とし、乗算器７ｂで、入口ＮＯ
x 量信号２１と乗算して、必要アンモニア流量信号２２
とする。次に、負荷要求信号５を微分器１７および２階
微分器１８で演算処理した信号を加算器１４ｂに入力
し、加算器１４ｂでは、これらの信号と前述の必要アン
モニア流量信号２２とを加算して、アンモニア流量要求
信号１９を演算する。このアンモニア流量要求信号１９
とアンモニア流量計６の出力信号の偏差を引算器８ｃで
求め、調節計１２ｂで信号処理してアンモニア流量調整
弁２０を開閉することにより、脱硝装置出口ＮＯx 濃度
を設定値近傍に維持していた。
【０００４】この制御方式は、基本的には、入口ＮＯx
量に対する先行値、出口ＮＯx 濃度と出口ＮＯx 濃度設
定値との偏差によるフィードバック補正および負荷要求
信号に対する動的先行値により、アンモニア注入量を決
定する方式である。なお、動的先行値は、アンモニア注
入量の変化に対する脱硝反応のおくれ、通常１０数分を
補修するために設けられている。
量に対する先行値、出口ＮＯx 濃度と出口ＮＯx 濃度設
定値との偏差によるフィードバック補正および負荷要求
信号に対する動的先行値により、アンモニア注入量を決
定する方式である。なお、動的先行値は、アンモニア注
入量の変化に対する脱硝反応のおくれ、通常１０数分を
補修するために設けられている。
【０００５】最近では、火力プラントの高速負荷変化率
運用に伴ない、脱硝負荷の変動が急激になってきたにも
かかわらず、脱硝装置出口ＮＯx 濃度の設定値に対する
出口ＮＯx 濃度の制御性を向上させ、リークアンモニア
濃度を減少させることが必要不可欠となっている。例え
ば、負荷上昇時を例にとると、脱硝負荷の増加に対して
は、負荷要求信号に対する動的先行制御によるアンモニ
アの大量注入により、脱硝装置出口ＮＯx濃度は、設定
値の近傍に維持できるが、その後、脱硝負荷が一定にな
ると、アンモニアが過剰となり、脱硝率が上昇して、脱
硝装置出口ＮＯx 濃度が極端に低下してしまう。
運用に伴ない、脱硝負荷の変動が急激になってきたにも
かかわらず、脱硝装置出口ＮＯx 濃度の設定値に対する
出口ＮＯx 濃度の制御性を向上させ、リークアンモニア
濃度を減少させることが必要不可欠となっている。例え
ば、負荷上昇時を例にとると、脱硝負荷の増加に対して
は、負荷要求信号に対する動的先行制御によるアンモニ
アの大量注入により、脱硝装置出口ＮＯx濃度は、設定
値の近傍に維持できるが、その後、脱硝負荷が一定にな
ると、アンモニアが過剰となり、脱硝率が上昇して、脱
硝装置出口ＮＯx 濃度が極端に低下してしまう。
【０００６】このように、従来技術になるアンモニア注
入量制御方式では、高速負荷変動時において、脱硝装置
出口ＮＯx 濃度を設定値の近傍に維持し、かつリークア
ンモニア濃度をも減少させるという点について十分には
配慮されていなかった。
入量制御方式では、高速負荷変動時において、脱硝装置
出口ＮＯx 濃度を設定値の近傍に維持し、かつリークア
ンモニア濃度をも減少させるという点について十分には
配慮されていなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、脱硝
負荷が急激に変化した場合においても、脱硝装置出口Ｎ
Ｏx 濃度を設定値近傍に維持するという点について配慮
がされておらず、動的先行制御によるアンモニアの大量
注入により、出口ＮＯx 濃度は設定値近傍に抑えられて
も、脱硝反応の大きなおくれにより、その後、出口ＮＯ
x 濃度が設定値を大幅に下まわり、リークアンモニアが
増加するという問題があった。
負荷が急激に変化した場合においても、脱硝装置出口Ｎ
Ｏx 濃度を設定値近傍に維持するという点について配慮
がされておらず、動的先行制御によるアンモニアの大量
注入により、出口ＮＯx 濃度は設定値近傍に抑えられて
も、脱硝反応の大きなおくれにより、その後、出口ＮＯ
x 濃度が設定値を大幅に下まわり、リークアンモニアが
増加するという問題があった。
【０００８】本発明の目的は、高速負荷変動時において
も、脱硝装置出口のＮＯx 濃度を設定値近傍に維持し、
リークアンモニア濃度を減少できるアンモニア注入量制
御方法および装置を提供することにある。
も、脱硝装置出口のＮＯx 濃度を設定値近傍に維持し、
リークアンモニア濃度を減少できるアンモニア注入量制
御方法および装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本願で特許請求する発明は以下のとおりである。 （１）脱硝装置で処理すべき排ガスの総ＮＯx 量に応じ
てアンモニア注入量を制御する脱硝装置のアンモニア注
入量制御方法において、入口排ガスの流量とＮＯ x 濃度
に基づいて入口排ガス総ＮＯx 量を算出する工程と、入
口ＮＯx 濃度と出口ＮＯx 濃度に基づいてＮＯx 量に対
する注入アンモニアのモル比信号を算出する工程と、入
口排ガス流量、排ガス温度、入口および出口排ガスＮＯ
x 濃度、アンモニア注入量、リークアンモニア濃度に基
づいてｎ分後の出口ＮＯx 濃度とリークアンモニア濃度
を予測する工程と、予測されたｎ分後の出口ＮＯx 濃度
とリークアンモニア濃度に基づいてフィードバック補正
モル比信号を算出する工程と、前記入口排ガス総ＮＯx
量と、注入アンモニアのモル比信号と、フィードバック
補正モル比信号と、アンモニア注入量測定値に基づきア
ンモニア注入量を制御する工程とを備えたことを特徴と
する脱硝装置のアンモニア注入量制御方法。
本願で特許請求する発明は以下のとおりである。 （１）脱硝装置で処理すべき排ガスの総ＮＯx 量に応じ
てアンモニア注入量を制御する脱硝装置のアンモニア注
入量制御方法において、入口排ガスの流量とＮＯ x 濃度
に基づいて入口排ガス総ＮＯx 量を算出する工程と、入
口ＮＯx 濃度と出口ＮＯx 濃度に基づいてＮＯx 量に対
する注入アンモニアのモル比信号を算出する工程と、入
口排ガス流量、排ガス温度、入口および出口排ガスＮＯ
x 濃度、アンモニア注入量、リークアンモニア濃度に基
づいてｎ分後の出口ＮＯx 濃度とリークアンモニア濃度
を予測する工程と、予測されたｎ分後の出口ＮＯx 濃度
とリークアンモニア濃度に基づいてフィードバック補正
モル比信号を算出する工程と、前記入口排ガス総ＮＯx
量と、注入アンモニアのモル比信号と、フィードバック
補正モル比信号と、アンモニア注入量測定値に基づきア
ンモニア注入量を制御する工程とを備えたことを特徴と
する脱硝装置のアンモニア注入量制御方法。
【００１０】（２）脱硝装置で処理すべき排ガスの総Ｎ
Ｏx 量に応じてアンモニア注入量を制御する脱硝装置の
アンモニア注入量制御方法において、入口排ガス流量、
排ガス温度、入口および出口排ガスＮＯx 濃度、アンモ
ニア注入量、リークアンモニア濃度に基づいてｎ分後の
出口ＮＯx 濃度とリークアンモニア濃度を予測し、これ
らの予測値を用いて前記アンモニア注入量を補正するこ
とを特徴とする脱硝装置のアンモニア注入量制御方法。
Ｏx 量に応じてアンモニア注入量を制御する脱硝装置の
アンモニア注入量制御方法において、入口排ガス流量、
排ガス温度、入口および出口排ガスＮＯx 濃度、アンモ
ニア注入量、リークアンモニア濃度に基づいてｎ分後の
出口ＮＯx 濃度とリークアンモニア濃度を予測し、これ
らの予測値を用いて前記アンモニア注入量を補正するこ
とを特徴とする脱硝装置のアンモニア注入量制御方法。
【００１１】（３）脱硝装置で処理すべき排ガスの総Ｎ
Ｏx 量に応じてアンモニア注入量を制御する脱硝装置の
アンモニア注入量制御装置において、入口排ガス総ＮＯ
x 量を算出する機構と、排ガスの入口ＮＯx 濃度と出口
ＮＯx 濃度に基づいてアンモニアの先行値モル比信号を
算出する機構と、出口ＮＯx 濃度の設定値と測定値に基
づいて補正用のフィードバックモル比信号を算出する機
構と、処理排ガス流量と温度、入口および出口排ガスＮ
Ｏx 濃度、アンモニア注入量、リークアンモニア濃度に
基づいてｎ分後の出口ＮＯx 濃度とリークアンモニア濃
度を予測する脱硝反応シミュレーションモデルと、前記
ｎ分後の予測値に基づいてフィードバック補正モル比信
号を算出する機構と、前記入口排ガス総ＮＯx 量と先行
値モル比信号とフィードバックモル比信号とフィードバ
ック補正モル比信号とアンモニア注入量信号とに基づい
てアンモニア流量調整手段を制御する機構とを備えたこ
とを特徴とする脱硝装置のアンモニア注入量制御装置。
Ｏx 量に応じてアンモニア注入量を制御する脱硝装置の
アンモニア注入量制御装置において、入口排ガス総ＮＯ
x 量を算出する機構と、排ガスの入口ＮＯx 濃度と出口
ＮＯx 濃度に基づいてアンモニアの先行値モル比信号を
算出する機構と、出口ＮＯx 濃度の設定値と測定値に基
づいて補正用のフィードバックモル比信号を算出する機
構と、処理排ガス流量と温度、入口および出口排ガスＮ
Ｏx 濃度、アンモニア注入量、リークアンモニア濃度に
基づいてｎ分後の出口ＮＯx 濃度とリークアンモニア濃
度を予測する脱硝反応シミュレーションモデルと、前記
ｎ分後の予測値に基づいてフィードバック補正モル比信
号を算出する機構と、前記入口排ガス総ＮＯx 量と先行
値モル比信号とフィードバックモル比信号とフィードバ
ック補正モル比信号とアンモニア注入量信号とに基づい
てアンモニア流量調整手段を制御する機構とを備えたこ
とを特徴とする脱硝装置のアンモニア注入量制御装置。
【００１２】（４）処理すべき排ガスの総ＮＯx 量に応
じてアンモニア注入量を制御する脱硝装置のアンモニア
注入量制御装置において、現時点より過去のデータを用
いて現時点よりｎ分後の脱硝装置の入口排ガス流量、温
度、ＮＯx 濃度の各値を予測する機構と、現時点のアン
モニア注入量がｎ分後まで続くとの仮定のもとで前記予
測値に基づきｎ分後の脱硝装置出口ＮＯx 濃度とリーク
アンモニア濃度を予測する機構と、出口ＮＯx 濃度とリ
ークアンモニア濃度の設定値と前記予測値との間の偏差
に対応して現在のアンモニア注入量を補正する機構とを
備えたことを特徴とする脱硝装置のアンモニア注入量制
御装置。
じてアンモニア注入量を制御する脱硝装置のアンモニア
注入量制御装置において、現時点より過去のデータを用
いて現時点よりｎ分後の脱硝装置の入口排ガス流量、温
度、ＮＯx 濃度の各値を予測する機構と、現時点のアン
モニア注入量がｎ分後まで続くとの仮定のもとで前記予
測値に基づきｎ分後の脱硝装置出口ＮＯx 濃度とリーク
アンモニア濃度を予測する機構と、出口ＮＯx 濃度とリ
ークアンモニア濃度の設定値と前記予測値との間の偏差
に対応して現在のアンモニア注入量を補正する機構とを
備えたことを特徴とする脱硝装置のアンモニア注入量制
御装置。
【００１３】
【作用】現時点から、ｎ分後までの脱硝装置の運転条
件、すなわち、排ガス流量、入口ガス温度および入口Ｎ
Ｏx 濃度を現時点より過去のデータを用いて、まず予測
する。次に、アンモニア注入量に関しては、現時点にお
ける値を用いて、脱硝反応シミュレーションモデルによ
り、ｎ分後の脱硝装置出口ＮＯx 濃度およびリークアン
モニア濃度を予測する。
件、すなわち、排ガス流量、入口ガス温度および入口Ｎ
Ｏx 濃度を現時点より過去のデータを用いて、まず予測
する。次に、アンモニア注入量に関しては、現時点にお
ける値を用いて、脱硝反応シミュレーションモデルによ
り、ｎ分後の脱硝装置出口ＮＯx 濃度およびリークアン
モニア濃度を予測する。
【００１４】なお、現時点における出口ＮＯx 濃度およ
びリークアンモニア濃度は、シミュレーションモデルの
パラメータ固定に適用する。このようにして、現時点に
おけるアンモニア注入量をｎ分後まで続けた場合の出口
ＮＯx 濃度およびリークアンモニア濃度のｎ分後の値が
正確に予測できる。これらの予測値を用いて、出口ＮＯ
x 濃度およびリークアンモニア濃度の設定値と予測値と
の間の偏差に対応して、アンモニア注入量を補正するこ
とにより、脱硝反応の大きなおくれを補償できるので、
高速負荷変動時においても、出口ＮＯ x 濃度およびリー
クアンモニア濃度を設定値の近傍に維持でき、設定値か
ら大きくはずれることがない。
びリークアンモニア濃度は、シミュレーションモデルの
パラメータ固定に適用する。このようにして、現時点に
おけるアンモニア注入量をｎ分後まで続けた場合の出口
ＮＯx 濃度およびリークアンモニア濃度のｎ分後の値が
正確に予測できる。これらの予測値を用いて、出口ＮＯ
x 濃度およびリークアンモニア濃度の設定値と予測値と
の間の偏差に対応して、アンモニア注入量を補正するこ
とにより、脱硝反応の大きなおくれを補償できるので、
高速負荷変動時においても、出口ＮＯ x 濃度およびリー
クアンモニア濃度を設定値の近傍に維持でき、設定値か
ら大きくはずれることがない。
【００１５】
【実施例】本発明になる脱硝装置のアンモニア注入量制
御装置の具体的実施例を図１に示す。図２と同一符号を
付した部分は同一構成、同一機能を有するので詳細な説
明を省略する。本制御装置は、脱硝装置出口ＮＯx 濃度
を設定値に維持するに必要な脱硝率を得るための先行値
モル比信号１３（関数発生器１１の出力信号）、出口Ｎ
Ｏx 濃度計４と出口ＮＯx 濃度設定器３の出力信号によ
るフィードバックモル比信号１５、ｎ分後の濃度予測器
３５によって演算される。ｎ分後の出口ＮＯx 濃度予測
信号３４およびｎ分後のリークアンモニア濃度予測信号
３３によるフィードバック補正モル比信号（調節計１２
ｃおよび１２ｄの出力信号）により、アンモニア注入量
を決定するものである。
御装置の具体的実施例を図１に示す。図２と同一符号を
付した部分は同一構成、同一機能を有するので詳細な説
明を省略する。本制御装置は、脱硝装置出口ＮＯx 濃度
を設定値に維持するに必要な脱硝率を得るための先行値
モル比信号１３（関数発生器１１の出力信号）、出口Ｎ
Ｏx 濃度計４と出口ＮＯx 濃度設定器３の出力信号によ
るフィードバックモル比信号１５、ｎ分後の濃度予測器
３５によって演算される。ｎ分後の出口ＮＯx 濃度予測
信号３４およびｎ分後のリークアンモニア濃度予測信号
３３によるフィードバック補正モル比信号（調節計１２
ｃおよび１２ｄの出力信号）により、アンモニア注入量
を決定するものである。
【００１６】このうち、先行値モル比信号１３および出
口ＮＯx 濃度によるフィードバックモル比信号１５につ
いては、従来の制御方式と同様である。ｎ分後の濃度予
測器３５では、脱硝装置の運転条件から、ｎ分後のリー
クアンモニア濃度予測信号３３、およびｎ分後の出口Ｎ
Ｏx 濃度予測信号３４を演算する。
口ＮＯx 濃度によるフィードバックモル比信号１５につ
いては、従来の制御方式と同様である。ｎ分後の濃度予
測器３５では、脱硝装置の運転条件から、ｎ分後のリー
クアンモニア濃度予測信号３３、およびｎ分後の出口Ｎ
Ｏx 濃度予測信号３４を演算する。
【００１７】まず、脱硝反応のシミュレーションモデル
は、以下の因果関係から構成する。脱硝触媒表面の吸着
アンモニアのマスバランスから、
は、以下の因果関係から構成する。脱硝触媒表面の吸着
アンモニアのマスバランスから、
【００１８】
【数１】
【００１９】ここに、ＣNH3 ：吸着アンモニア量（mol/
m2) 、ＧNH3i：アンモニア注入量（mol/m2h)、ＧNH3o：
リークアンモニア流量（mol/m2h)、ＧN2：脱硝反応によ
って生成するＮ2 流量（mol/m2h)であり、Ｇg 、Ｎ
Ｏxi、ηより計算できる。脱硝率ηは、 η＝ｆ（Ｇg 、ＮＯxi、Ｔg 、ＣNH3 ） ……（２） ここに、Ｇg ：排ガス流量（m3Ｎ／ｈ）、ＮＯxi：入口
ＮＯx 濃度（ppm ）、Ｔg ：入口ガス温度（℃） したがって、出口ＮＯx 濃度ＮＯxoは ＮＯxo＝（１−η）ＮＯxi ……（３） リークアンモニア濃度ＬNH3 は ＬNH3 ＝ｇ（ＧNH3o）＝ｇ（ＮＯxi、ＣNH3 、η、Ｇg ） ……（４） 上記の（１）〜（４）式より、運転条件（排ガス流量、
入口ＮＯx 濃度および入口ガス温度と出口ＮＯx 濃度お
よびリークアンモニア濃度との因果関係が求まる。な
お、（４）式のｇは関数を表わす。
m2) 、ＧNH3i：アンモニア注入量（mol/m2h)、ＧNH3o：
リークアンモニア流量（mol/m2h)、ＧN2：脱硝反応によ
って生成するＮ2 流量（mol/m2h)であり、Ｇg 、Ｎ
Ｏxi、ηより計算できる。脱硝率ηは、 η＝ｆ（Ｇg 、ＮＯxi、Ｔg 、ＣNH3 ） ……（２） ここに、Ｇg ：排ガス流量（m3Ｎ／ｈ）、ＮＯxi：入口
ＮＯx 濃度（ppm ）、Ｔg ：入口ガス温度（℃） したがって、出口ＮＯx 濃度ＮＯxoは ＮＯxo＝（１−η）ＮＯxi ……（３） リークアンモニア濃度ＬNH3 は ＬNH3 ＝ｇ（ＧNH3o）＝ｇ（ＮＯxi、ＣNH3 、η、Ｇg ） ……（４） 上記の（１）〜（４）式より、運転条件（排ガス流量、
入口ＮＯx 濃度および入口ガス温度と出口ＮＯx 濃度お
よびリークアンモニア濃度との因果関係が求まる。な
お、（４）式のｇは関数を表わす。
【００２０】ここで、出口ＮＯx 濃度およびリークアン
モニア濃度の計算値と実測値との間の偏差に基づいて、
（２）および（４）式のパラメータを修正する。次に、
ｎ分後の運転条件の予測は、以下の手法で演算する。 Ｘt+n ＝ｈ（Ｘt ，Ｘt-1 ，……，Ｘt-m ） ……（５） Ｘ＝｛Ｇg ，Ｔg ，ＮＯxi｝ ……（６） ここに、ｔ：現時刻点、ｔ＋ｎ：ｎ分後の時刻点、ｔ−
ｍ：ｍ分前の時刻点 すなわち、過去のデータから、将来の値を予測するもの
であり、例えば、自己回帰モデルを適用して容易に計算
できる。
モニア濃度の計算値と実測値との間の偏差に基づいて、
（２）および（４）式のパラメータを修正する。次に、
ｎ分後の運転条件の予測は、以下の手法で演算する。 Ｘt+n ＝ｈ（Ｘt ，Ｘt-1 ，……，Ｘt-m ） ……（５） Ｘ＝｛Ｇg ，Ｔg ，ＮＯxi｝ ……（６） ここに、ｔ：現時刻点、ｔ＋ｎ：ｎ分後の時刻点、ｔ−
ｍ：ｍ分前の時刻点 すなわち、過去のデータから、将来の値を予測するもの
であり、例えば、自己回帰モデルを適用して容易に計算
できる。
【００２１】このようにして、ｎ分後の濃度予測器３５
では、（５）、（６）式に示したｎ分後の運転条件、す
なわち、排ガス流量、入口ガス温度および入口ＮＯx 濃
度を用いて、（１）〜（４）式により、ｎ分後の出口Ｎ
Ｏx 濃度およびリークアンモニア濃度が計算される。な
お、アンモニア注入量に関しては、現時刻点における値
がｎ分間続くものとして、その過不足分を補正するもの
であり、図３に出口ＮＯx 濃度の制御に対する基本的考
え方を示す。図において、時間ｔまで、出口ＮＯx 濃度
は設定値の近傍に維持されているものとする。その後、
時間ｔにおけるアンモニア注入量が、時間ｔ＋ｎまで、
ｎ分間続き、運転条件、すなわち、排ガス流量、入口ガ
ス温度および入口ＮＯx 濃度を予測して、ｎ分後の出口
ＮＯx 濃度を予測する。次に、このＮＯx 濃度予測値と
設定値との間の偏差に基づいて、アンモニア注入量を補
正するものであり、ｎ分後の結果を予測して、ｎ分前に
アンモニア注入量を増減するので、脱硝反応のおくれを
補償できる。なお、脱硝反応のおくれは、（１）式に示
した吸着アンモニア量の変化の時定数が大きいためのも
のである。
では、（５）、（６）式に示したｎ分後の運転条件、す
なわち、排ガス流量、入口ガス温度および入口ＮＯx 濃
度を用いて、（１）〜（４）式により、ｎ分後の出口Ｎ
Ｏx 濃度およびリークアンモニア濃度が計算される。な
お、アンモニア注入量に関しては、現時刻点における値
がｎ分間続くものとして、その過不足分を補正するもの
であり、図３に出口ＮＯx 濃度の制御に対する基本的考
え方を示す。図において、時間ｔまで、出口ＮＯx 濃度
は設定値の近傍に維持されているものとする。その後、
時間ｔにおけるアンモニア注入量が、時間ｔ＋ｎまで、
ｎ分間続き、運転条件、すなわち、排ガス流量、入口ガ
ス温度および入口ＮＯx 濃度を予測して、ｎ分後の出口
ＮＯx 濃度を予測する。次に、このＮＯx 濃度予測値と
設定値との間の偏差に基づいて、アンモニア注入量を補
正するものであり、ｎ分後の結果を予測して、ｎ分前に
アンモニア注入量を増減するので、脱硝反応のおくれを
補償できる。なお、脱硝反応のおくれは、（１）式に示
した吸着アンモニア量の変化の時定数が大きいためのも
のである。
【００２２】このようにして、ｎ分後の濃度予測器３５
を用いて、ｎ分後の出口ＮＯx 濃度予測信号３４および
ｎ分後のリークアンモニア濃度予測信号３３をそれぞれ
設定器出力信号３および３２と比較し、その偏差を調節
計１２ｃおよび１２ｄで信号処理し、加算器１４ｃに入
力する。加算器１４ｃでは、これらの信号に、先行値モ
ル比信号１３およびフィードバックモル比信号１５を加
算し、最終的なモル比信号とする。
を用いて、ｎ分後の出口ＮＯx 濃度予測信号３４および
ｎ分後のリークアンモニア濃度予測信号３３をそれぞれ
設定器出力信号３および３２と比較し、その偏差を調節
計１２ｃおよび１２ｄで信号処理し、加算器１４ｃに入
力する。加算器１４ｃでは、これらの信号に、先行値モ
ル比信号１３およびフィードバックモル比信号１５を加
算し、最終的なモル比信号とする。
【００２３】次に、乗算器７ｂで総ＮＯx 量と乗算し
て、アンモニア注入量のデマンドを算出し、アンモニア
流量計６の出力信号との偏差を引算器８ｃで求め、調節
計１２ｂで信号処理し、アンモニア流量調整弁を開閉す
ることにより、アンモニア注入量を決定するものであ
る。したがって、本発明によれば、適切なアンモニアの
注入量制御により、高速負荷変動時においても、脱硝装
置出口ＮＯx 濃度およびリークアンモニア濃度を設定値
の近傍に維持できる。
て、アンモニア注入量のデマンドを算出し、アンモニア
流量計６の出力信号との偏差を引算器８ｃで求め、調節
計１２ｂで信号処理し、アンモニア流量調整弁を開閉す
ることにより、アンモニア注入量を決定するものであ
る。したがって、本発明によれば、適切なアンモニアの
注入量制御により、高速負荷変動時においても、脱硝装
置出口ＮＯx 濃度およびリークアンモニア濃度を設定値
の近傍に維持できる。
【００２４】なお、図１の実施例においては、入口ＮＯ
x 量信号２１を処理ガス流量と入口ガスＮＯx 濃度から
求める例を示したが、燃焼装置（例えばボイラ）の負荷
から入口ＮＯx 量を算出したり、上記負荷と入口ガスＮ
Ｏx 濃度から入口ＮＯx 量を算出することもできる。
x 量信号２１を処理ガス流量と入口ガスＮＯx 濃度から
求める例を示したが、燃焼装置（例えばボイラ）の負荷
から入口ＮＯx 量を算出したり、上記負荷と入口ガスＮ
Ｏx 濃度から入口ＮＯx 量を算出することもできる。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、高速負荷変動時におい
ても、脱硝反応シミュレーションモデルにより、ｎ分後
の脱硝装置出口ＮＯx 濃度およびリークアンモニア濃度
を予測できるので、ｎ分前にアンモニア注入量をあらか
じめ操作することにより、脱硝反応の大きなおくれを補
償できる。従って、出口ＮＯx 濃度およびリークアンモ
ニア濃度を設定値近傍に維持できるという効果がある。
ても、脱硝反応シミュレーションモデルにより、ｎ分後
の脱硝装置出口ＮＯx 濃度およびリークアンモニア濃度
を予測できるので、ｎ分前にアンモニア注入量をあらか
じめ操作することにより、脱硝反応の大きなおくれを補
償できる。従って、出口ＮＯx 濃度およびリークアンモ
ニア濃度を設定値近傍に維持できるという効果がある。
【図１】本発明になる脱硝装置のアンモニア注入量制御
装置の一実施例を示す制御系統図。
装置の一実施例を示す制御系統図。
【図２】従来のアンモニア注入量制御装置を示す制御系
統図。
統図。
【図３】本発明になる制御装置の考え方を示す説明図。
１…処理ガス流量計、２…入口ＮＯx 濃度計、３…出口
ＮＯx 濃度設定器、４…出口ＮＯx 濃度設定器、６…ア
ンモニア流量計、７ａ、７ｂ…乗算器、８ａ、８ｂ、８
ｃ、８ｄ、８ｅ…引算器、９…割算器、１０…必要脱硝
率信号、１１…関数発生器、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、
１２ｄ…調節計、１３…先行値（必要）モル比信号、１
４ａ、１４ｂ、１４ｃ…加算器、１５…フィードバック
モル比信号、１６、１６ａ…全モル比信号、１９…アン
モニア注入量要求信号、２０…アンモニア流量調整弁、
２１…入口ＮＯx 量信号、３０…入口ガス温度計、３１
…リークアンモニア濃度計、３２…リークアンモニア濃
度設定器、３３…ｎ分後のリークアンモニア濃度予測信
号、３４…ｎ分後の出口ＮＯx 濃度予測信号、３５…ｎ
分後の濃度予測器、３６ａ、３６ｂ…フィードバック補
正モル比信号。
ＮＯx 濃度設定器、４…出口ＮＯx 濃度設定器、６…ア
ンモニア流量計、７ａ、７ｂ…乗算器、８ａ、８ｂ、８
ｃ、８ｄ、８ｅ…引算器、９…割算器、１０…必要脱硝
率信号、１１…関数発生器、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、
１２ｄ…調節計、１３…先行値（必要）モル比信号、１
４ａ、１４ｂ、１４ｃ…加算器、１５…フィードバック
モル比信号、１６、１６ａ…全モル比信号、１９…アン
モニア注入量要求信号、２０…アンモニア流量調整弁、
２１…入口ＮＯx 量信号、３０…入口ガス温度計、３１
…リークアンモニア濃度計、３２…リークアンモニア濃
度設定器、３３…ｎ分後のリークアンモニア濃度予測信
号、３４…ｎ分後の出口ＮＯx 濃度予測信号、３５…ｎ
分後の濃度予測器、３６ａ、３６ｂ…フィードバック補
正モル比信号。
Claims (4)
- 【請求項１】 脱硝装置で処理すべき排ガスの総ＮＯx
量に応じてアンモニア注入量を制御する脱硝装置のアン
モニア注入量制御方法において、入口排ガスの流量とＮ
Ｏx 濃度に基づいて入口排ガス総ＮＯx 量を算出する工
程と、入口ＮＯx 濃度と出口ＮＯx 濃度に基づいてＮＯ
x 量に対する注入アンモニアのモル比信号を算出する工
程と、入口排ガス流量、排ガス温度、入口および出口排
ガスＮＯx 濃度、アンモニア注入量、リークアンモニア
濃度に基づいてｎ分後の出口ＮＯx 濃度とリークアンモ
ニア濃度を予測する工程と、予測されたｎ分後の出口Ｎ
Ｏx 濃度とリークアンモニア濃度に基づいてフィードバ
ック補正モル比信号を算出する工程と、前記入口排ガス
総ＮＯx 量と、注入アンモニアのモル比信号と、フィー
ドバック補正モル比信号と、アンモニア注入量測定値に
基づきアンモニア注入量を制御する工程とを備えたこと
を特徴とする脱硝装置のアンモニア注入量制御方法。 - 【請求項２】 脱硝装置で処理すべき排ガスの総ＮＯx
量に応じてアンモニア注入量を制御する脱硝装置のアン
モニア注入量制御方法において、入口排ガス流量、排ガ
ス温度、入口および出口排ガスＮＯx 濃度、アンモニア
注入量、リークアンモニア濃度に基づいてｎ分後の出口
ＮＯx 濃度とリークアンモニア濃度を予測し、これらの
予測値を用いて前記アンモニア注入量を補正することを
特徴とする脱硝装置のアンモニア注入量制御方法。 - 【請求項３】 脱硝装置で処理すべき排ガスの総ＮＯx
量に応じてアンモニア注入量を制御する脱硝装置のアン
モニア注入量制御装置において、入口排ガス総ＮＯx 量
を算出する機構と、排ガスの入口ＮＯx 濃度と出口ＮＯ
x 濃度に基づいてアンモニアの先行値モル比信号を算出
する機構と、出口ＮＯx 濃度の設定値と測定値に基づい
て補正用のフィードバックモル比信号を算出する機構
と、処理排ガス流量と温度、入口および出口排ガスＮＯ
x 濃度、アンモニア注入量、リークアンモニア濃度に基
づいてｎ分後の出口ＮＯx 濃度とリークアンモニア濃度
を予測する脱硝反応シミュレーションモデルと、前記ｎ
分後の予測値に基づいてフィードバック補正モル比信号
を算出する機構と、前記入口排ガス総ＮＯx 量と先行値
モル比信号とフィードバックモル比信号とフィードバッ
ク補正モル比信号とアンモニア注入量信号とに基づいて
アンモニア流量調整手段を制御する機構とを備えたこと
を特徴とする脱硝装置のアンモニア注入量制御装置。 - 【請求項４】 処理すべき排ガスの総ＮＯx 量に応じて
アンモニア注入量を制御する脱硝装置のアンモニア注入
量制御装置において、現時点より過去のデータを用いて
現時点よりｎ分後の脱硝装置の入口排ガス流量、温度、
ＮＯx 濃度の各値を予測する機構と、現時点のアンモニ
ア注入量がｎ分後まで続くとの仮定のもとで前記予測値
に基づきｎ分後の脱硝装置出口ＮＯx 濃度とリークアン
モニア濃度を予測する機構と、出口ＮＯx 濃度とリーク
アンモニア濃度の設定値と前記予測値との間の偏差に対
応して現在のアンモニア注入量を補正する機構とを備え
たことを特徴とする脱硝装置のアンモニア注入量制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20106494A JP3410555B2 (ja) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | 脱硝装置のアンモニア注入量制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20106494A JP3410555B2 (ja) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | 脱硝装置のアンモニア注入量制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0857251A true JPH0857251A (ja) | 1996-03-05 |
| JP3410555B2 JP3410555B2 (ja) | 2003-05-26 |
Family
ID=16434789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20106494A Expired - Fee Related JP3410555B2 (ja) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | 脱硝装置のアンモニア注入量制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3410555B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002219337A (ja) * | 2001-01-30 | 2002-08-06 | Babcock Hitachi Kk | 脱硝装置の制御方法および装置 |
| JP2009228918A (ja) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Hitachi Ltd | ボイラの制御装置、及びボイラの制御方法 |
| CN103752170A (zh) * | 2014-01-16 | 2014-04-30 | 华中科技大学 | 一种切圆燃烧煤粉锅炉scr系统脱硝运行优化方法 |
| CN113380338A (zh) * | 2021-06-16 | 2021-09-10 | 哈电发电设备国家工程研究中心有限公司 | 一种循环流化床机组旋风分离器进口处NOx浓度测量修正及预测方法 |
| CN114870583A (zh) * | 2022-04-28 | 2022-08-09 | 山东电力工程咨询院有限公司 | 一种基于氨逃逸监测的全工况脱硝控制系统及方法 |
-
1994
- 1994-08-25 JP JP20106494A patent/JP3410555B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002219337A (ja) * | 2001-01-30 | 2002-08-06 | Babcock Hitachi Kk | 脱硝装置の制御方法および装置 |
| JP2009228918A (ja) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Hitachi Ltd | ボイラの制御装置、及びボイラの制御方法 |
| CN103752170A (zh) * | 2014-01-16 | 2014-04-30 | 华中科技大学 | 一种切圆燃烧煤粉锅炉scr系统脱硝运行优化方法 |
| CN113380338A (zh) * | 2021-06-16 | 2021-09-10 | 哈电发电设备国家工程研究中心有限公司 | 一种循环流化床机组旋风分离器进口处NOx浓度测量修正及预测方法 |
| CN114870583A (zh) * | 2022-04-28 | 2022-08-09 | 山东电力工程咨询院有限公司 | 一种基于氨逃逸监测的全工况脱硝控制系统及方法 |
| CN114870583B (zh) * | 2022-04-28 | 2023-02-28 | 山东电力工程咨询院有限公司 | 一种基于氨逃逸监测的全工况脱硝控制系统及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3410555B2 (ja) | 2003-05-26 |
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