JPH0871364A - 湿式排煙脱硫装置の吸収剤供給量制御方法と装置 - Google Patents

湿式排煙脱硫装置の吸収剤供給量制御方法と装置

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JPH0871364A
JPH0871364A JP6214052A JP21405294A JPH0871364A JP H0871364 A JPH0871364 A JP H0871364A JP 6214052 A JP6214052 A JP 6214052A JP 21405294 A JP21405294 A JP 21405294A JP H0871364 A JPH0871364 A JP H0871364A
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JP
Japan
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desulfurization
value
absorbent
exhaust gas
supply amount
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Pending
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JP6214052A
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English (en)
Inventor
Okikazu Ishiguro
興和 石黒
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Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 あらゆる運転状態において、pHを目標値に
維持し、所定の脱硫性能を確保できる吸収剤供給量制御
方法と装置を提供すること。 【構成】 排ガス流量と脱硫装置入口SO2濃度から求
められる負荷要求値に基づいて算出される吸収液中のp
H目標値と、吸収液中のpHの計測値との間の偏差信
号、該偏差信号の時間に対する1階差分及び2階差分信
号を用い、ファジィ推論によるフィードバック補正信号
を求め、さらに、前記脱硫負荷値の時間に対する1階差
分及び2階差分信号を用いて、ファジィ推論によるフィ
ードフォワード補正信号を求め、このフィードバック補
正信号とフィードフォワード補正信号とに重みをつけ
て、これらを加算した信号に基づいて、吸収液のpH補
正供給量デマンド(吸収剤供給量)を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は湿式排煙脱硫方法と装置
に係り、特に吸収剤供給量を適切に制御して、安定な脱
硫性能を確保し、吸収剤の過剰投入を防止するのに好適
な制御方法と装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の湿式排煙脱硫装置の吸収液pH制
御装置(本出願人の発明である特願昭63−3793
号)は、図5に示されるように排ガスを吸収搭12中に
導入し、ここで排ガス中に噴霧される循環吸収液11と
気液接触させる。排ガス中の硫黄酸化物(SO2)は吸
収液に吸収された後、排ガスは排出ラインを通って煙突
から排出される。一方、SO2を吸収した吸収液11は
吸収搭循環タンク13に戻される。吸収搭循環タンク1
3には吸収剤スラリ流量調整弁10を介して吸収剤が供
給されており、SO2の吸収性能を回復した吸収液11
は吸収搭循環ポンプ14により吸収搭12に戻される。
吸収搭循環タンク13にはSO2を吸収して生成する亜
硫酸塩を酸化するための空気が酸化用空気供給ライン1
8より供給され、硫酸塩として、抜き出しライン15を
通して回収される。
【0003】このような湿式排煙脱硫装置において、従
来は吸収剤供給量を次のように制御している。pH計3
で循環中の吸収液11のpH値を検出し、その検出値を
調節計(関数発生器)9cに入力する。調節計9cは搭
頂に至る吸収液11のpH値が設定値になるような補正
信号を加算器8bに出力する。一方、負荷検出器16で
系内に入るSO2量、すなわち脱硫プラントの負荷を検
出し、この値を加算器8bに出力する。加算器8bでは
調節計9cからの信号と負荷検出器16からの信号とを
加算し、調節計9bに吸収剤スラリ流量デマンド信号1
7を入力する。調節計9bでは、吸収剤スラリ流量デマ
ンド信号17と吸収剤スラリ流量計4の出力信号との間
の偏差を信号処理し、この調節計9bの出力信号に基づ
いて吸収剤スラリ流量調整弁10を制御する。
【0004】なお、上述した吸収剤供給量制御方式を制
御系統図にしたものを図6に示す。関数発生器6aにお
いて排ガス流量計1と入口SO2濃度計2に基づき算出
される入口SO2量の関数としてpH設定値信号19を
与え、関数発生器6bにおいて入口SO2量の関数とし
て、吸収剤過剰率先行値信号19’を与えるものであ
る。したがって、この吸収剤供給量制御方式は、吸収剤
過剰率先行値信号19’(関数発生器6bの出力信号)
と吸収液pHの設定値信号19に対するpH計3の実測
値との偏差(引算器5により算出)に基づくフィードバ
ック信号23(関数発生器6cの出力信号)の加算値に
より吸収剤供給量を決定し、この値と吸収剤スラリ流量
計4の実測値との偏差(引算器5bにより算出)により
調節計9aの出力を算出し、吸収剤スラリ流量調整弁1
0を制御するものであり、これまで実機において採用さ
れてきた制御方式である。
【0005】湿式排煙脱硫装置においては吸収剤供給量
の変化に対して吸収液pHの応答おくれは数十分程度で
あり、特に、負荷変化時における吸収液pHを設定値の
近傍に維持することが、脱硫率を所定の値に維持するた
めに必要である。しかしながら、従来の制御方式では図
6に示したように、吸収液pH値とその目標値との間の
偏差に応じて、非線形な比例制御を採用しており、特
に、急速な負荷上昇時には、仮りにpH設定値を脱硫負
荷にかかわらず一定とした場合、pHの大きな応答遅れ
のため、吸収液のpHが設定値よりも大幅に低下して、
脱硫性能が所定の値以下になることも予想される。ほぼ
同様の方法で吸収剤の供給量を制御する方式が特開昭5
9−102425号に開示されている。このように、従
来の吸収剤供給量制御方式では、運転条件が大幅に変動
した場合の吸収液のpHの目標値に対する追従性が悪
く、安定した脱硫性能を確保するという点については考
慮されていなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、高速
で大幅な負荷変化時においても、吸収液pHを所定の値
に維持できるように、吸収剤を供給するという点につい
ては配慮がされておらず、大幅な運転条件の変化に対し
ては、必要とされる吸収液pHを維持できず、所定の脱
硫性能を確保できないという問題があった。本発明の目
的は、あらゆる運転状態において、pHを目標値に維持
し、所定の脱硫性能を確保できる吸収剤供給量制御装置
と方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、次
の構成によって達成される。すなわち、ボイラ等の排ガ
ス中に吸収液を噴霧して排ガス中の硫黄酸化物を吸収除
去する湿式排煙脱硫装置の吸収剤供給量制御方法におい
て、吸収液pHを目標値に維持するために、脱硫負荷の
変化傾向に基づきファジィ推論による脱硫負荷のフィー
ドフォワード補正値を求め、吸収液pHとpH目標値と
の偏差値、該偏差値の時間に対する1階及び2階差分値
に基づき、ファジィ推論による吸収液pHのフィードバ
ック補正値を求め、前記両補正値に重みをつけて加え合
わせた値に基づいて脱硫装置に供給する吸収剤供給量を
決定する湿式排煙脱硫装置の吸収剤供給量制御方法、ま
たは、ボイラ等の排ガス中の吸収液を噴霧して排ガス中
の硫黄酸化物を吸収除去する湿式排煙脱硫装置の吸収剤
供給量制御装置において、脱硫負荷信号の検出手段と、
該脱硫負荷信号検出手段の検出値の時間に対する1階及
び2階差分値に基づき、脱硫負荷のファジィ推論による
フィードフォワード補正値を求める第一ファジィ推論手
段と、吸収液中の吸収液pHを測定する吸収液pH測定
手段と、吸収液pH測定手段の測定値と前記脱硫負荷信
号検出手段の検出値から求められるpH目標値との偏差
値算出手段と、該偏差値の1階及び2階差分値に基づき
ファジィ推論による吸収液pHのフィードバック補正値
を求める第二ファジィ推論手段と、前記両補正値に重み
をつけて加え合わせた値に基づいて脱硫装置に供給する
吸収剤供給量を決定する吸収剤供給量決定手段とを備え
た湿式排煙脱硫装置の吸収剤供給量制御装置である。本
発明において、脱硫負荷は排ガス流量と排煙脱硫装置入
口硫黄酸化物濃度から求めることができる。
【0008】
【作用】本発明は、pH測定手段の出力信号にもとづい
て、pHの測定値と目標値との間の偏差信号、偏差信号
の時間に対する1階差分及び2階差分信号を用い、ファ
ジィ推論によるフィードバック補正信号を求め、脱硫負
荷、すなわち、排ガス量と入口SO2濃度との積の時間
に対する1階差分及び2階差分信号を用いて、ファジィ
推論によるフィードフォワード補正信号を求め、このフ
ィードバック補正信号とフィードフォワード補正信号と
に重みをつけて、これらを加算した信号に基づいて、吸
収剤のpH補正供給量デマンドを決定するものである。
ファジィ推論手段は、吸収液pH測定手段の出力信号に
もとづいて、非線形のPIDコントローラのように動作
し、脱硫負荷信号に基づいて、動的先行信号を出力する
ように動作する。それによって、吸収剤の供給量に対す
るpHの応答遅れを補償できるので、運転条件が大幅に
変動した場合でも、pHは目標値近傍に維持され、目標
値から大幅にはずれることがなく、所定の脱硫性能を維
持できる。
【0009】
【実施例】本発明になる湿式排煙脱硫装置の吸収剤供給
量制御方式の具体的実施例の一例を図1に示す。図1に
示す制御方式が図6に示した従来技術になる吸収剤供給
量制御方式と異なるところは、pH計3の出力信号とp
H設定値信号19との間の偏差信号、偏差の時間に対す
る1階差分信号及び2階差分信号をファジィ制御器20
bに入力してフィードバック補正を行うとともに、脱硫
負荷、すなわち、排ガス流量計1の出力信号と入口SO
2濃度計2の出力信号との積をファジィ制御器20aに
入力してフィードフォワード信号を求め、これらの信号
を用いて、吸収剤供給量を補正する点にある。
【0010】ファジィ制御器20bでは、以下の演算を
行う。pHの偏差信号をE、pH偏差の1階差分信号を
△E、pH偏差の2階差分信号を△2Eとし、これにス
ケーリングファクタG1、G2、G3を掛けて、e=G1
E、△e=G2・△E、△2e=G3・△2Eとする。e、
△e、△2e、のメンバシップ関数の一例を図2に示
す。図の記号の意味を以下に示す。 NB:負で大きい、NS:負で小さい、ZE:ほぼ零で
ある、PS:正で小さい、PB:正で大きい、N:負、
Z:零、P:正 e、△e,△2eの状況により、補正すべき吸収剤過剰
率の増分H2を決定する制御則の一例を図3に示す。図
3では、例えば、e=Zのとき、△e=NBで△2e=
Zなら、H2=NBであることを示している。この制御
則を、良く知られている「min−max−重心法」で
処理し、吸収剤過剰率の増分△u2を求める。
【0011】次に、ファジィ制御器20aでは以下の演
算を行う。脱硫負荷、すなわち、排ガス流量と入口SO
2濃度との積をLとすると、Lの時間に対する1階差分
△Lと2階差分△2Lはそれぞれ次のように表せる。 △L=L(k)−L(k−1) …(1) △2L=L(k)−2L(k−1)+L(k−1) …(2) ここに、k:時刻点番号 これにスケーリングファクタG11、G22を掛けて、△l
=G11・△L、△2l=G22・△2Lとする。△l及び△
2lのメンバシップ関数は図2と同様である。
【0012】△l及び△2lの状況により、補正すべき
吸収剤過剰率の増分H1を決定する制御則の一例を図4
に示す。この制御則を、「min−max−重心法」で
処理し、吸収剤過剰率の増分△u1を求める。このよう
にして求められた△u1及び△u2を、係数器21a及び
21bを用いて、次式のように重みをつけて加算器8a
で加算する。 △U=(1−α)△u1+α△u2 …(3) ここに、α:重み係数(0<α<1) この△U(k)を積分器22に入力し、吸収剤過剰率補
正信号U(k+1)は次式となる。 U(k+1)=U(k)+KP・△U(k) …(4) ここに、KP:制御ゲイン
【0013】このようにして、ファジィ制御器20aで
はフィードフォワード信号を求め、ファジィ制御器20
bではフィードバック補正信号を求め、これらの信号を
係数器21a及び21bで重みをつけて、脱硫負荷(乗
算器7aの出力信号)に対する過剰率先行値信号(関数
発生器6bの出力信号)と加算器8bで加算し、乗算器
7bで脱硫負荷と掛け合わせて、吸収剤供給量デマンド
信号とし、引算器5bでは吸収剤供給量デマンド信号と
吸収剤スラリ流量計4の出力信号との偏差信号を求め、
この偏差信号を調節計9aで信号処理し、吸収剤スラリ
流量調整弁10を開閉することにより、吸収剤スラリ流
量を調整する。要するに、本実施例においては、脱硫負
荷に対する先行値とファジィ制御器20によるフィード
フォワード信号とフィードバック補正信号を組み合わせ
ることにより吸収剤スラリ供給量を決定するものであ
る。したがって、本実施例によれば、ファジィ制御器2
0aによるフィードフォワード補正により、吸収剤スラ
リ供給量に対するpHの応答遅れが改善されるととも
に、ファジィ制御器20bによるフィードバック補正に
より、吸収剤スラリ供給量に対するpH偏差の非線形性
が補償できるので、運転条件が大幅に変化した場合にお
いても、適切な吸収剤スラリの供給により、pHを目標
値近傍に維持できるので、常に安定した脱硫性能を確保
できる。
【0014】
【発明の効果】本発明によれば、ファジィ制御器を用い
て、脱硫負荷の変動傾向により動的先行補正を行うとと
もに、pH偏差に基づいて、非線形なフィードバック補
正を行うことにより、吸収剤スラリ供給量を決定するの
で、通常の運転状態はもちろんのこと、大幅な運転状態
の変化時でもpHを目標値に維持し、安定した脱硫性能
を確保できるとともに、吸収剤の過剰投入を防止でき、
吸収剤の消費量を低減できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明になる吸収剤供給量制御方式の一実施
例を示す制御系統図である。
【図2】 メンバシップ関数の説明図である。
【図3】 フィードバック制御則の一例を示す説明図で
ある。
【図4】 フィードフォワード制御則の一例を示す説明
図である。
【図5】 従来の吸収剤供給量制御装置の概念図であ
る。
【図6】 従来の吸収剤供給量制御方式を示す制御系統
図である。
【符号の説明】
1…排ガス流量計、2…入口SO2濃度計、3…pH
計、4…吸収剤スラリ流量計、6…関数発生器、10…
吸収剤スラリ流量調整弁、11…吸収液、12…吸収
搭、13…吸収搭循環タンク、15…抜き出しライン、
18…酸化用空気供給ライン、19…pH設定値信号、
20…ファジィ制御器、21…係数器、22…積分器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01D 53/34 ZAB

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボイラ等の排ガス中に吸収液を噴霧して
    排ガス中の硫黄酸化物を吸収除去する湿式排煙脱硫装置
    の吸収剤供給量制御方法において、 吸収液pHを目標値に維持するために、脱硫負荷の変化
    傾向に基づきファジィ推論による脱硫負荷のフィードフ
    ォワード補正値を求め、吸収液pHとpH目標値との偏
    差値、該偏差値の時間に対する1階及び2階差分値に基
    づき、ファジィ推論による吸収液pHのフィードバック
    補正値を求め、前記両補正値に重みをつけて加え合わせ
    た値に基づいて脱硫装置に供給する吸収剤供給量を決定
    することを特徴とする湿式排煙脱硫装置の吸収剤供給量
    制御方法。
  2. 【請求項2】 脱硫負荷は排ガス流量と排煙脱硫装置入
    口硫黄酸化物濃度から求めることを特徴とする請求項1
    記載の湿式排煙脱硫装置の吸収剤供給量制御方法。
  3. 【請求項3】 ボイラ等の排ガス中の吸収液を噴霧して
    排ガス中の硫黄酸化物を吸収除去する湿式排煙脱硫装置
    の吸収剤供給量制御装置において、 脱硫負荷信号の検出手段と、該脱硫負荷信号検出手段の
    検出値の時間に対する1階及び2階差分値に基づき、脱
    硫負荷のファジィ推論によるフィードフォワード補正値
    を求める第一ファジィ推論手段と、吸収液中の吸収液p
    Hを測定する吸収液pH測定手段と、吸収液pH測定手
    段の測定値と前記脱硫負荷信号検出手段の検出値から求
    められるpH目標値との偏差値算出手段と、該偏差値の
    1階及び2階差分値に基づきファジィ推論による吸収液
    pHのフィードバック補正値を求める第二ファジィ推論
    手段と、前記両補正値に重みをつけて加え合わせた値に
    基づいて脱硫装置に供給する吸収剤供給量を決定する吸
    収剤供給量決定手段とを備えたことを特徴とする湿式排
    煙脱硫装置の吸収剤供給量制御装置。
  4. 【請求項4】 脱硫負荷信号の検出手段は排ガス流量と
    排煙脱硫装置入口硫黄酸化物濃度に基づき脱硫負荷を検
    出することを特徴とする請求項3記載の湿式排煙脱硫装
    置の吸収剤供給量制御装置。
JP6214052A 1994-09-07 1994-09-07 湿式排煙脱硫装置の吸収剤供給量制御方法と装置 Pending JPH0871364A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110479053A (zh) * 2019-09-12 2019-11-22 华电国际电力股份有限公司邹县发电厂 一种单pid回路加前馈调节脱硫供浆流量的装置及控制方法
CN110917862A (zh) * 2019-12-03 2020-03-27 河北净空环保工程有限公司 一种推动流化床半干法脱硫装置
CN112403259A (zh) * 2020-11-17 2021-02-26 江苏绿都环境工程有限公司 一种基于烟气浓度智能调节的scr脱硫方法

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Effective date: 20040323