JPH0880423A - Denitrification controller - Google Patents
Denitrification controllerInfo
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- JPH0880423A JPH0880423A JP6218871A JP21887194A JPH0880423A JP H0880423 A JPH0880423 A JP H0880423A JP 6218871 A JP6218871 A JP 6218871A JP 21887194 A JP21887194 A JP 21887194A JP H0880423 A JPH0880423 A JP H0880423A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、複合発電プラントの脱
硝制御装置に係わり、特に、アンモニアによる選択接触
還元法を採用した脱硝制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a denitration control device for a combined cycle power plant, and more particularly to a denitration control device employing a selective catalytic reduction method using ammonia.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、エネルギー需要の増加は、化石燃
料によるエネルギー供給量の増大となっており、それに
伴いCO2 の排出量も増大している。このため地球温暖
化の危機が叫ばれ、CO2 の排出量を地球規模で規制す
るようになってきた。このような背景から、ガスタービ
ンサイクルと蒸気タービンサイクルを組み合わせた複合
発電プラントは高効率が期待できるので、CO2 の削減
につながるものとして期待されている。2. Description of the Related Art In recent years, an increase in energy demand has led to an increase in the amount of energy supplied by fossil fuels, which in turn has led to an increase in CO 2 emissions. For this reason, the crisis of global warming has been exclaimed, and CO 2 emission has come to be regulated on a global scale. From such a background, since a combined cycle power plant combining a gas turbine cycle and a steam turbine cycle can be expected to have high efficiency, it is expected to lead to a reduction in CO 2 .
【0003】以下、従来の複合発電プラントを図14に
示す系統図を参照して説明する。同図に示すように、複
合発電プラントは、ガスタービン装置1と、その排ガス
を熱源として蒸気を発生する排熱回収ボイラ装置2と、
この発生蒸気を駆動蒸気とする蒸気タービン装置3と、
煙突4とから構成されている。A conventional combined cycle power plant will be described below with reference to the system diagram shown in FIG. As shown in the figure, the combined cycle power plant includes a gas turbine device 1, an exhaust heat recovery boiler device 2 that generates steam by using exhaust gas thereof as a heat source,
A steam turbine device 3 that uses this generated steam as drive steam;
It is composed of a chimney 4.
【0004】ところで、ガスタービン装置1は、導入空
気6を加圧する空気圧縮機7と加圧空気を燃料系統8か
ら供給された燃料と共に燃焼する燃焼器9と燃焼により
生じた燃焼ガスにより作動されるガスタービン10と負
荷を取る発電機11とを備えている。また、排熱回収ボ
イラ装置2は、排ガス流5が流れる煙道12の上流から
下流に沿って過熱器13、蒸発器14、脱硝装置15、
節炭器16を備えている。過熱器13で生じた蒸気は蒸
気配管17を通じて蒸気タービン装置3に導かれる。蒸
気タービン装置3では、発電機19にて負荷を取り、蒸
気タービン18から復水器20を経て復水された後、給
水配管21により節炭器16に導かれている。この給水
は節炭器16において過熱され、蒸発器14で蒸発し、
さらに過熱器13で過熱される。また、この給水は蒸発
器14において、強制循環または温度差による自然循環
をしながら過熱・蒸発が行われている。The gas turbine system 1 is operated by an air compressor 7 for pressurizing the introduced air 6, a combustor 9 for combusting the compressed air with fuel supplied from a fuel system 8, and a combustion gas generated by the combustion. A gas turbine 10 and a generator 11 that takes a load are provided. Further, the exhaust heat recovery boiler device 2 includes a superheater 13, an evaporator 14, a denitrification device 15, along the upstream side and the downstream side of the flue 12 through which the exhaust gas flow 5 flows.
It is equipped with a economizer 16. The steam generated in the superheater 13 is guided to the steam turbine device 3 through the steam pipe 17. In the steam turbine device 3, a load is taken by the generator 19, the water is condensed from the steam turbine 18 through the condenser 20, and then the water is fed to the economizer 16 by the water supply pipe 21. This feed water is superheated in the economizer 16, evaporated in the evaporator 14,
Further, it is overheated by the superheater 13. Further, this feed water is superheated and evaporated in the evaporator 14 while being forcedly circulated or naturally circulated by a temperature difference.
【0005】上記の如き構成の複合発電プラントの効率
を上げて、相対的にCO2 を減少させるために燃焼温度
を上げることが研究されているが、燃焼温度を上げると
ガスタービン装置1から排出される窒素酸化物NOxは
温度に対し指数凾数的に増加する。この窒素酸化物NO
xの濃度低減対策としては、燃焼器9に水又は蒸気を注
入して燃料温度を下げる方法、局部的高温部を防止する
ために燃料と空気を混合して燃焼器9に導く予混合によ
る方法、燃焼温度を平均化するための2段燃焼方法等が
ある。It has been researched to raise the combustion temperature in order to increase the efficiency of the combined power plant having the above-mentioned structure and relatively reduce CO 2. However, when the combustion temperature is raised, the gas is discharged from the gas turbine unit 1. The nitrogen oxides NOx that are generated increase exponentially with temperature. This nitrogen oxide NO
As a measure to reduce the concentration of x, a method of injecting water or steam into the combustor 9 to lower the fuel temperature, and a method of premixing by mixing the fuel and air to prevent local high temperature parts and leading to the combustor 9 There is a two-stage combustion method for averaging the combustion temperature.
【0006】しかしながら、これらの方法だけでは、窒
素酸化物NOxの規制値達成は困難である。このため排
ガス流路中に脱硝装置15を設置している。この脱硝装
置15は脱硝方式の1つであるアンモニア注入,乾式選
択接触還元分解法がとられている。この脱硝方式は、排
ガス中にアンモニア注入系統23よりアンモニアを注入
し、その下流側で触媒22を通過させることにより窒素
酸化物を無害の窒素分と水蒸気とに還元分解する方式で
あり、一般的に触媒の温度特性により300〜400℃
での反応効率がよいため蒸発器14と節炭器16の間に
設置される。このような脱硝装置15の制御は、アンモ
ニア注入系統23よりの注入アンモニア量によって行わ
れる。However, it is difficult to achieve the regulation value of the nitrogen oxide NOx only by these methods. Therefore, the denitration device 15 is installed in the exhaust gas passage. The denitration device 15 employs ammonia injection, which is one of denitration methods, and a dry selective catalytic reduction decomposition method. This denitration system is a system in which ammonia is injected into the exhaust gas from the ammonia injection system 23 and the nitrogen oxide is reduced and decomposed into harmless nitrogen and steam by passing through the catalyst 22 on the downstream side thereof. Depending on the temperature characteristics of the catalyst
It is installed between the evaporator 14 and the economizer 16 because of its good reaction efficiency. Such control of the denitration device 15 is performed by the amount of ammonia injected from the ammonia injection system 23.
【0007】以下、従来の脱硝制御装置の制御方法を図
15のブロック図を参照して説明する。図15のブロッ
ク図において、脱硝制御装置30は、NOx濃度検出値
S2とNOx濃度設定値S1の差をとってNOx濃度偏
差信号S3を出力する第1の加算器33と、NOx濃度
偏差信号S3を入力とし、フィードバック処理を施す第
1のPI制御器34と、燃焼器への水噴射量信号S4に
フィードフォワード処理を施すFF制御器35と、第1
のPI制御器34の出力とFF制御器35の出力を換算
してモル比設定信号S5を出力する第2の加算器36
と、アンモニア流量信号S6をガス流量S7で除してア
ンモニア濃度信号S8を出力する第1の除算器37と、
アンモニア濃度信号S8を予測NOx信号S9で除して
モル比予測信号S10を出力する第2の除算器38と、
モル比設定信号S5とモル比予測信号S10との差をと
ってモル比偏差信号S11を出力する第3の加算器39
と、モル比偏差信号S11を入力とし、フィードバック
処理を施して制御信号S12を出力する第2のPI制御
器40と、排ガス温度検出値S13を入力としガスター
ビン1の排ガス温度が触媒22の特性から定まる所定の
温度以上になったことを検出して接点45を閉状態に動
作させる比較器44と、比較器44により駆動され全閉
信号S14で第2のPI制御器40の出力を全閉状態に
トラッキングする接点45とから構成されている。A control method of the conventional denitration control device will be described below with reference to the block diagram of FIG. In the block diagram of FIG. 15, the denitration control device 30 takes a difference between the NOx concentration detection value S2 and the NOx concentration set value S1 and outputs the NOx concentration deviation signal S3, and the NOx concentration deviation signal S3. As the input, a first PI controller 34 that performs a feedback process, an FF controller 35 that performs a feedforward process on the water injection amount signal S4 to the combustor, and a first PI controller 34
Second adder 36 for converting the output of the PI controller 34 and the output of the FF controller 35 to output the molar ratio setting signal S5.
A first divider 37 that divides the ammonia flow rate signal S6 by the gas flow rate S7 and outputs an ammonia concentration signal S8;
A second divider 38 that divides the ammonia concentration signal S8 by the predicted NOx signal S9 and outputs a molar ratio predicted signal S10;
A third adder 39 that takes the difference between the molar ratio setting signal S5 and the molar ratio prediction signal S10 and outputs the molar ratio deviation signal S11.
And the second PI controller 40 that receives the molar ratio deviation signal S11 as input and outputs the control signal S12 by performing feedback processing, and the exhaust gas temperature detection value S13 as input and the exhaust gas temperature of the gas turbine 1 is the characteristic of the catalyst 22. Output from the second PI controller 40 is fully closed by a comparator 44 driven by the comparator 44 to detect that the temperature exceeds a predetermined temperature determined by the above and operating the contact 45 in a closed state. And a contact 45 for tracking the state.
【0008】上記したように、条令等から定まるNOx
濃度設定値S1とプラントより排出されるNOx濃度検
出値S2とから第1の加算器33によりNOx濃度偏差
信号S3が求められ、負のゲインを持つ第1のPI制御
器34に入力される。また水噴射量信号S4は負のゲイ
ンを持つFF制御器35に入力される。第1のPI制御
器34の出力とFF制御器35の出力は、第2の加算器
36で加算され、モル比設定信号S5となる。アンモニ
ア流量信号S6は第1の除算器37でガス流量S7で除
算されてアンモニア濃度信号S8となる。更にアンモニ
ア濃度信号S8は、第2の除算器38で予測NOx信号
S9で除算されてモル比予測信号S10となる。第3の
加算器39は、モル比設定信号S5とモル比予測信号S
10との差をとってモル比偏差信号S11を出力する。
モル比偏差信号S11は、第2のPI制御器40でフィ
ードバック処理を施されて制御信号S12となる。[0008] As described above, NOx determined by regulation etc.
The NOx concentration deviation signal S3 is obtained by the first adder 33 from the concentration set value S1 and the NOx concentration detection value S2 discharged from the plant, and is input to the first PI controller 34 having a negative gain. Further, the water injection amount signal S4 is input to the FF controller 35 having a negative gain. The output of the first PI controller 34 and the output of the FF controller 35 are added by the second adder 36 and become the molar ratio setting signal S5. The ammonia flow rate signal S6 is divided by the gas flow rate S7 in the first divider 37 to become the ammonia concentration signal S8. Further, the ammonia concentration signal S8 is divided by the predicted NOx signal S9 in the second divider 38 to become the molar ratio predicted signal S10. The third adder 39 uses the molar ratio setting signal S5 and the molar ratio prediction signal S
The difference with 10 is taken and the mole ratio deviation signal S11 is output.
The molar ratio deviation signal S11 is subjected to feedback processing by the second PI controller 40 and becomes a control signal S12.
【0009】従って、NOx濃度検出値S2が増加する
と、NOx濃度偏差信号S3が負の値となり、負のゲイ
ンを持つ第1のPI制御器34の出力、モル比設定信号
S5は増加する。この増加によりモル比偏差信号S1
1、制御信号S12も増加するためアクチュエータ31
を介してNH3 流量調整弁32を開操作され、アンモニ
アの注入量が増える。また、水噴射量信号S4の増加時
には、負のゲインを持つFF制御器35の出力、モル比
設定信号S5は減少する。この減少によりモル比偏差信
号S11が減少し、制御信号S12も減少するためアク
チュエータ31を介してNH3 流量調整弁32が閉操作
され、アンモニアの注入量が減る。Therefore, when the NOx concentration detection value S2 increases, the NOx concentration deviation signal S3 becomes a negative value, and the output of the first PI controller 34 having a negative gain and the molar ratio setting signal S5 increase. Due to this increase, the mole ratio deviation signal S1
1. Since the control signal S12 also increases, the actuator 31
The NH 3 flow rate adjusting valve 32 is opened via the valve to increase the injection amount of ammonia. Further, when the water injection amount signal S4 increases, the output of the FF controller 35 having a negative gain and the molar ratio setting signal S5 decrease. Due to this decrease, the mole ratio deviation signal S11 decreases and the control signal S12 also decreases, so the NH 3 flow rate adjusting valve 32 is closed via the actuator 31, and the injection amount of ammonia decreases.
【0010】また、起動時に触媒22の温度が特性から
定まる所定の温度以下の場合は、触媒22の作用が効果
的でないため煙突4から未反応のNH3 が排出されるこ
とになる。これを防止するために、ガスタービン1の排
ガス温度が触媒22の特性から定まる所定の温度以上に
なったことを比較器44で検出して接点45を閉状態に
動作させ、全閉信号S14で第2のPI制御器40の出
力を全閉状態にトラッキングすることにより、NH3 弁
を全閉させて無駄なアンモニアの注入を防止すると共に
未反応のNH3 の煙突4からの排出を抑制している。When the temperature of the catalyst 22 is lower than a predetermined temperature determined by the characteristics at the time of start-up, unreacted NH 3 is discharged from the stack 4 because the action of the catalyst 22 is not effective. In order to prevent this, the comparator 44 detects that the exhaust gas temperature of the gas turbine 1 has reached a predetermined temperature determined by the characteristics of the catalyst 22 or more, operates the contact 45 in the closed state, and outputs the fully closed signal S14. By tracking the output of the second PI controller 40 to the fully closed state, the NH 3 valve is fully closed to prevent the useless injection of ammonia and suppress the discharge of unreacted NH 3 from the stack 4. ing.
【0011】上記したように、誤差は含むが高速に入力
できる予測NOx信号S9に基づいたモル比制御機能
と、大きな遅れを有するが正確なNOx濃度検出値S2
に基づいたモル比設定機能とをカスケード方式で結合す
ることにより、両者の長所を抽出した高速かつ正確な制
御を行うことができる。また、モル比制御系における予
測NOxに起因する誤差や経年変化による特性変動に対
してもモル比設定系がバックアップできるため安全かつ
安定な制御が可能となる。更に、起動時に触媒22の温
度が低い時にも無駄なアンモニアの注入を防止できるた
め有効な脱硝制御が可能となる。As described above, the molar ratio control function based on the predicted NOx signal S9 that includes an error but can be input at high speed, and the NOx concentration detection value S2 that has a large delay but is accurate.
By combining the molar ratio setting function based on the above with a cascade method, it is possible to perform high-speed and accurate control by extracting the advantages of both. Further, since the molar ratio setting system can back up the error due to the predicted NOx in the molar ratio control system and the characteristic variation due to aging, safe and stable control becomes possible. Further, even when the temperature of the catalyst 22 is low at the time of start-up, useless injection of ammonia can be prevented, so that effective denitration control becomes possible.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術では、起動時に触媒22の温度が低い時には
アンモニアを注入しないためガスタービン装置1の発生
NOxがそのまま煙突4から排出されている。このた
め、年々厳しくなるNOx規制値に対応できなくなる恐
れがある。However, in the above-mentioned conventional technique, when the temperature of the catalyst 22 at the time of starting is low, ammonia is not injected, so that NOx generated by the gas turbine device 1 is directly discharged from the chimney 4. Therefore, there is a possibility that the NOx regulation value, which becomes stricter year by year, cannot be met.
【0013】本発明は上記事情に対処するためになされ
たもので、その目的は、起動時にも年々厳しくなるNO
x規制値に対応でき、かつ未反応のNH3 の煙突からの
排出を抑制できる柔軟かつ安全な脱硝制御装置を提供す
ることにある。The present invention has been made in order to cope with the above situation, and its purpose is to be severer year after year even at startup.
The object is to provide a flexible and safe denitration control device that can comply with the x regulation value and can suppress the discharge of unreacted NH 3 from the chimney.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項1は、ガスタービンと蒸気タービン
より成る複合発電設備のガスタービンの排ガスに希釈空
気との混合アンモニアを噴霧し、触媒との化学反応によ
り窒素酸化物を除去する乾式脱硝装置で、アンモニア注
入量を増減することによって排出ガスのNOx濃度を制
御する脱硝制御装置において、前記ガスタービンの状態
量を検出する検出器と、前記検出器により検出された検
出値によりアンモニア流量調整弁の最小開度を算出する
演算装置と、前記アンモニア流量調整弁の開度が前記最
小開度以下とならないように制御する低値制限手段とを
備え、前記複合発電設備の起動時に前記ガスタービンの
状態量に応じて前記アンモニア流量調整弁の開度が前記
最小開度以下にならないように所定の間だけ制御するこ
とを特徴とする。In order to achieve the above object, the first aspect of the present invention is to spray the mixed ammonia of diluted air onto the exhaust gas of a gas turbine of a combined power generation facility comprising a gas turbine and a steam turbine. A detector for detecting the state quantity of the gas turbine in a denitration controller for controlling NOx concentration of exhaust gas by increasing / decreasing an ammonia injection amount in a dry denitration device for removing nitrogen oxides by a chemical reaction with a catalyst And a calculation device that calculates the minimum opening of the ammonia flow rate adjusting valve based on the detection value detected by the detector, and a low value limit that controls the opening of the ammonia flow rate adjusting valve so as not to fall below the minimum opening. And a means for opening the ammonia flow rate adjusting valve according to the state quantity of the gas turbine at the time of starting the combined cycle power generation facility to be equal to or less than the minimum opening degree. And controlling only during predetermined so as not.
【0015】本発明の請求項2は、請求項1記載の脱硝
制御装置において、ガスタービンの状態量は、ガスター
ビンの着火時における消火時間であることを特徴とす
る。本発明の請求項3は、請求項1記載の脱硝制御装置
において、ガスタービンの状態量は、ガスタービンの着
火時における消火時間と、圧縮機の吸い込み温度である
ことを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the denitration control device according to the first aspect, the state quantity of the gas turbine is an extinguishing time when the gas turbine is ignited. According to a third aspect of the present invention, in the denitration control device according to the first aspect, the state quantity of the gas turbine is an extinguishing time at the time of ignition of the gas turbine and a suction temperature of the compressor.
【0016】本発明の請求項4は、請求項1記載の脱硝
制御装置において、ガスタービンの状態量は、ガスター
ビンの着火時における消火時間と、大気温度であること
を特徴とする。本発明の請求項5は、請求項1記載の脱
硝制御装置において、ガスタービンの状態量は、ガスタ
ービンの回転数であることを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, in the denitration control device according to the first aspect, the state quantity of the gas turbine is the extinguishing time at the time of ignition of the gas turbine and the atmospheric temperature. According to a fifth aspect of the present invention, in the denitration control device according to the first aspect, the state quantity of the gas turbine is the number of revolutions of the gas turbine.
【0017】本発明の請求項6は、請求項1において、
ガスタービンの状態量は、ガスタービンの着火直前にお
ける脱硝出口のアンモニア濃度であることを特徴とす
る。本発明の請求項7は、請求項1記載の脱硝制御装置
において、最小開度に制限する所定の間は、ガスタービ
ンの着火から最小開度制限を離脱するまでの時間である
ことを特徴とする。A sixth aspect of the present invention is based on the first aspect.
The state quantity of the gas turbine is characterized by the ammonia concentration at the denitration outlet immediately before the ignition of the gas turbine. According to a seventh aspect of the present invention, in the denitration control device according to the first aspect, the predetermined period of time when the minimum opening is limited is a time from the ignition of the gas turbine until the minimum opening limit is released. To do.
【0018】本発明の請求項8は、請求項1記載の脱硝
制御装置において、最小開度に制限する所定の間は、ガ
スタービンの着火から一定時間であることを特徴とす
る。本発明の請求項9は、請求項1記載の脱硝制御装置
において、最小開度に制限する所定の間は、ガスタービ
ンの着火から定格回転数に至るまでの時間をであること
を特徴とする。According to an eighth aspect of the present invention, in the denitration control device according to the first aspect, the predetermined period of time when the opening is limited to the minimum opening is a fixed time after ignition of the gas turbine. According to a ninth aspect of the present invention, in the denitration control device according to the first aspect, the predetermined period of time when the opening degree is limited to the minimum opening is the time from ignition of the gas turbine to the rated rotation speed. .
【0019】本発明の請求項10は、請求項1記載の脱
硝制御装置において、最小開度に制限する所定の間は、
ガスタービンの着火から停止制御に入るまでの時間であ
ることを特徴とする。According to a tenth aspect of the present invention, in the denitration control device according to the first aspect, during a predetermined period of time when the opening is limited to the minimum opening,
It is characterized in that it is the time from the ignition of the gas turbine to the stop control.
【0020】本発明の請求項11は、請求項1記載の脱
硝制御装置において、最小開度に制限する所定の間は、
ガスタービンの点火から最小開度制限を離脱するまでの
時間であることを特徴とする。According to an eleventh aspect of the present invention, in the denitration control device according to the first aspect, during a predetermined period of time when the opening is limited to the minimum opening,
It is characterized in that it is the time from the ignition of the gas turbine until the minimum opening restriction is released.
【0021】本発明の請求項12は、請求項1記載の脱
硝制御装置において、最小開度に制限する所定の間は、
ガスタービンの暖気完了から最小開度制限を離脱するま
での時間であることを特徴とする。According to a twelfth aspect of the present invention, in the denitration control device according to the first aspect, during a predetermined period of time when the opening is limited to the minimum opening,
It is characterized in that it is the time from the completion of warming up of the gas turbine until the minimum opening limit is released.
【0022】本発明の請求項13は、請求項1記載の脱
硝制御装置において、最小開度に制限する所定の間は、
ガスタービンの自立点から一定時間であることを特徴と
する。本発明の請求項14は、請求項1記載の脱硝制御
装置において、最小開度に制限する所定の間は、ガスタ
ービンの定格回転数到達から一定時間であることを特徴
とする。According to a thirteenth aspect of the present invention, in the denitration control device according to the first aspect, during a predetermined period of time when the opening is limited to the minimum opening,
It is characterized in that it is a fixed time from the independent point of the gas turbine. A fourteenth aspect of the present invention is characterized in that, in the denitration control device according to the first aspect, a predetermined period of time during which the opening degree is limited to a minimum is a fixed time after the rated rotational speed of the gas turbine is reached.
【0023】本発明の請求項15は、請求項1記載の脱
硝制御装置において、演算装置は、関数発生器であるこ
とを特徴とする。本発明の請求項16は、請求項1記載
の脱硝制御装置において、演算装置は、ファジィ推論機
構であることを特徴とする。According to a fifteenth aspect of the present invention, in the denitration control device according to the first aspect, the arithmetic unit is a function generator. A sixteenth aspect of the present invention is characterized in that in the denitration control device according to the first aspect, the arithmetic unit is a fuzzy inference mechanism.
【0024】[0024]
【作用】脱硝制御装置において、ガスタービンの着火時
における消火時間をアンモニア流量調整弁の開度により
アンモニア流量調整弁の最小開度を演算装置により算出
し、これにより制御信号の下限を制限する。接点はガス
タービンの着火から最小開度制限を離脱するまで動作
し、動作中は最小開度を選択し不動作中は全閉信号を選
択する。従って、ガスタービンの着火から最小開度制限
を離脱するまでは消火時間に応じた最小開度にアンモニ
ア流量調整弁の開度が保持されNOxの過大な増加を防
ぎ、良好な制御が行われる。また、着火直後の触媒の温
度が低い状態では反応があまり進まないが、アンモニア
の触媒への吸着量が停止中に少なくなっているため、ほ
とんどのアンモニアは触媒に吸着され、煙突から排出さ
れる未反応アンモニアの量は比較的少ない。更に、停止
時間の長さにより触媒へのアンモニアの吸着量は変動す
るが、停止時間の長さに応じてアンモニア流量調整弁の
初期開度が適切な開度に設定される。これによって、起
動時の触媒の温度が低い状態でも常に良好な制御性能を
保つ制御系を構成することが可能となる。In the denitration control device, the fire extinguishing time at the time of ignition of the gas turbine is calculated by the arithmetic unit to determine the minimum opening of the ammonia flow rate adjusting valve by the opening of the ammonia flow rate adjusting valve, thereby limiting the lower limit of the control signal. The contact operates until the minimum opening limit is released from the ignition of the gas turbine, the minimum opening is selected during operation, and the fully closed signal is selected during non-operation. Therefore, from the ignition of the gas turbine until the minimum opening limit is released, the opening of the ammonia flow control valve is held at the minimum opening according to the extinguishing time, and an excessive increase in NOx is prevented, and good control is performed. In addition, the reaction does not proceed so much when the temperature of the catalyst immediately after ignition is low, but most of the ammonia is adsorbed by the catalyst and discharged from the chimney because the amount of ammonia adsorbed on the catalyst is small during the stop. The amount of unreacted ammonia is relatively small. Further, although the amount of ammonia adsorbed on the catalyst changes depending on the length of the stop time, the initial opening of the ammonia flow rate adjusting valve is set to an appropriate opening according to the length of the stop time. This makes it possible to configure a control system that always maintains good control performance even when the temperature of the catalyst at startup is low.
【0025】[0025]
【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照して説明す
る。図1は本発明の第1実施例(請求項1,請求項2,
請求項7,請求項15対応)である脱硝制御装置のブロ
ック構成図である。Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention (claims 1, 2).
FIG. 16 is a block configuration diagram of a denitration control device according to claim 7 and claim 15).
【0026】本実施例が図15の従来例と異なる点は、
従来例では比較器44で排ガス温度S13を判定して第
2のPI制御器40の出力を全閉状態にトラッキングす
るように構成しているが、本実施例では関数発生器42
と低値制限器41と接点43とを備え、ガスタービンの
着火から最小開度制限を離脱するまでは接点43により
消火時間(t)S15に応じた最小開度(m)S16に
より制御信号S12を制限するように構成している点で
ある。その他の構成は既に説明した図15の従来例と同
一であるので、同一部分には同一符号を付してその説明
は省略する。The present embodiment is different from the conventional example shown in FIG.
In the conventional example, the comparator 44 determines the exhaust gas temperature S13 to track the output of the second PI controller 40 to the fully closed state, but in the present example, the function generator 42 is used.
And a low value limiter 41 and a contact point 43. Until the minimum opening degree limit is released from the ignition of the gas turbine, the contact point 43 controls the minimum opening degree (m) S16 corresponding to the fire extinguishing time (t) S15 by the control signal S12. The point is that it is configured to limit. Since other configurations are the same as those of the conventional example of FIG. 15 which has already been described, the same reference numerals are given to the same portions and the description thereof will be omitted.
【0027】本実施例では、関数発生器42の関数は、
予め消火時間tとアンモニア流量調整弁32の最小開度
mがNOxに及ぼす影響やシステムの特性を考慮して作
成されたもので、消火時間tよりアンモニア流量調整弁
32の最小開度mを算出するものである。In this embodiment, the function of the function generator 42 is
The minimum opening m of the ammonia flow rate adjusting valve 32 is calculated from the fire extinguishing time t in consideration of the effect of the minimum opening m of the ammonia flow rate adjusting valve 32 on NOx and the characteristics of the system. To do.
【0028】次に、本実施例の作用について説明する。
条令等から定まるNOx濃度設定値S1とプラントより
排出されるNOx濃度検出値S2とから第1の加算器3
3によりNOx濃度偏差信号S3が求められ、負のゲイ
ンを持つ第1のPI制御器34に入力される。水噴射量
信号S4は負のゲインを持つFF制御器35に入力され
る。次に第1のPI制御器34の出力とFF制御器35
の出力は、第2の加算器36で加算されモル比設定信号
S5となる。また、アンモニア流量信号S6は第1の除
算器37でガス流量S7で除算されてアンモニア濃度信
号S8となる。更にアンモニア濃度信号S8は、第2の
除算器38で予測NOx信号S9で除算されてモル比予
測信号S10となる。第3の加算器39は、モル比設定
信号S5とモル比予測信号S10との差をとってモル比
偏差信号S11を出力する。モル比偏差信号S11は、
第2のPI制御器40でフィードバック処理を施され低
値制限器41を介して制御信号S12となる。Next, the operation of this embodiment will be described.
The first adder 3 based on the NOx concentration set value S1 determined by regulation and the NOx concentration detection value S2 discharged from the plant
The NOx concentration deviation signal S3 is obtained by 3, and is input to the first PI controller 34 having a negative gain. The water injection amount signal S4 is input to the FF controller 35 having a negative gain. Next, the output of the first PI controller 34 and the FF controller 35
The output of is added by the second adder 36 and becomes the molar ratio setting signal S5. Further, the ammonia flow rate signal S6 is divided by the gas flow rate S7 in the first divider 37 to become the ammonia concentration signal S8. Further, the ammonia concentration signal S8 is divided by the predicted NOx signal S9 in the second divider 38 to become the molar ratio predicted signal S10. The third adder 39 takes the difference between the molar ratio setting signal S5 and the molar ratio prediction signal S10 and outputs the molar ratio deviation signal S11. The molar ratio deviation signal S11 is
The second PI controller 40 performs a feedback process and outputs the control signal S12 via the low value limiter 41.
【0029】従って、NOx濃度検出値S2が増加する
と、NOx濃度偏差信号S3が負の値となり、負のゲイ
ンを持つ第1のPI制御器34の出力、モル比設定信号
S5は増加する。従って、モル比偏差信号S11、制御
信号S12も増加するためアクチュエータ31を介して
NH3 流量調整弁32が開操作され、アンモニアの注入
量が増える。また、水噴射量信号S4の増加時には、負
のゲインを持つFF制御器35の出力、モル比設定信号
S5は減少する。従って、モル比偏差信号S11、制御
信号S12も減少するためアクチュエータ31を介して
NH3 流量調整弁32が閉操作され、アンモニアの注入
量が減る。Therefore, when the NOx concentration detection value S2 increases, the NOx concentration deviation signal S3 becomes a negative value, and the output of the first PI controller 34 having a negative gain and the molar ratio setting signal S5 increase. Therefore, since the molar ratio deviation signal S11 and the control signal S12 also increase, the NH 3 flow rate adjusting valve 32 is opened via the actuator 31 and the injection amount of ammonia increases. Further, when the water injection amount signal S4 increases, the output of the FF controller 35 having a negative gain and the molar ratio setting signal S5 decrease. Therefore, since the molar ratio deviation signal S11 and the control signal S12 are also decreased, the NH 3 flow rate adjusting valve 32 is closed via the actuator 31, and the injection amount of ammonia is decreased.
【0030】また、起動時に触媒22の温度が特性から
定まる所定の温度以下の場合は、触媒22の作用が効果
的でないため煙突4から未反応のNH3 が排出されるこ
とになる。これを防止するために、関数発生器42は消
火時間tを入力して最小開度mを出力する。着火直後は
接点43は動作しており、低値制限器41には最小開度
mと第2のPI制御器40の出力が入力される。暖気時
はNOxの発生量が少ないため第2のPI制御器40の
出力は全閉信号となっている。従って、低値制限器41
の出力である制御信号S12は最小開度mと等しくな
り、アンモニア流量調整弁の開度は最小開度に制御され
る。この時、触媒に注入されたアンモニアは触媒22の
温度が低いため僅かしか反応しないが、触媒22の吸着
アンモニアが停止中に解離して、アンモニアの吸着量が
少なくなっているため、注入されたアンモニアはほとん
ど吸着され解離量も少ない。When the temperature of the catalyst 22 at the time of start-up is below a predetermined temperature determined by the characteristics, the action of the catalyst 22 is not effective and unreacted NH 3 is discharged from the chimney 4. In order to prevent this, the function generator 42 inputs the fire extinguishing time t and outputs the minimum opening degree m. Immediately after ignition, the contact 43 is in operation, and the minimum opening m and the output of the second PI controller 40 are input to the low limiter 41. Since the amount of NOx generated is small during warming up, the output of the second PI controller 40 is a fully closed signal. Therefore, the low limiter 41
The control signal S12, which is the output of, becomes equal to the minimum opening m, and the opening of the ammonia flow rate adjusting valve is controlled to the minimum opening. At this time, the ammonia injected into the catalyst reacts only slightly because the temperature of the catalyst 22 is low, but the adsorbed ammonia of the catalyst 22 is dissociated during the stop, and the amount of adsorbed ammonia is small, so it is injected. Most of the ammonia is adsorbed and the amount of dissociation is small.
【0031】ガスタービン装置1が昇速過程に入ると、
回転数の上昇につれてNOxの発生量が増加する。プラ
ントより排出されるNOx濃度検出値S2がNOx濃度
設定値S1を越えると、第2のPI制御器40の出力は
全閉信号から徐々に増加し、遂には低値制御器41の出
力となり、制御信号S12は最小開度制限を離脱して、
接点43は不動作となる。それ以降は低値制限器41に
は全閉信号S14と第2のPI制御器40の出力が入力
され、制御信号S12は第2のPI制御器40の出力と
なる。このようにして、NOxの排出量が無秩序な増加
を抑制すると共に未反応のNH3 の煙突4からの排出を
抑えている。When the gas turbine device 1 enters the speed increasing process,
The amount of NOx generated increases as the rotation speed increases. When the NOx concentration detection value S2 discharged from the plant exceeds the NOx concentration set value S1, the output of the second PI controller 40 gradually increases from the fully closed signal, and finally becomes the output of the low value controller 41, The control signal S12 leaves the minimum opening limit,
The contact 43 is inoperative. After that, the fully closed signal S14 and the output of the second PI controller 40 are input to the low value limiter 41, and the control signal S12 becomes the output of the second PI controller 40. In this way, the emission of NOx is restrained from increasing chaotically and the emission of unreacted NH 3 from the chimney 4 is restrained.
【0032】上記したように、誤差は含むが高速に入力
できる予測NOx信号S9に基づいたモル比制御機能
と、大きな遅れを有するが正確なNOx濃度検出値S2
に基づいたモル比設定機能とをカスケード方式で融合す
ることにより、両者の長所を抽出した高速かつ正確な制
御を行うことができる。また、モル比制御系における予
測NOxに起因する誤差や経年変化による特性変動に対
してもモル比設定系がバックアップできるため安全かつ
安定な制御が可能となる。更に、起動時に触媒22の温
度が低い起動時にも排出NOxを規制値に制御でき、か
つ未反応のNH3の煙突4からの排出をも抑制できる柔
軟かつ安全な脱硝制御装置を提供することができる。上
述したように、本実施例によると、複合発電プラントの
起動時の排出NOxの変動を抑え、安定な制御が可能な
脱硝制御装置を提供できる。As described above, the mole ratio control function based on the predicted NOx signal S9 that includes an error but can be input at high speed and the NOx concentration detection value S2 that has a large delay but is accurate.
By combining the above-mentioned molar ratio setting function with the cascade method, it is possible to perform high-speed and accurate control by extracting the advantages of both. Further, since the molar ratio setting system can back up the error due to the predicted NOx in the molar ratio control system and the characteristic variation due to aging, safe and stable control becomes possible. Further, it is possible to provide a flexible and safe denitration control device that can control the exhausted NOx to a regulated value even when the temperature of the catalyst 22 is low at the time of startup and can suppress the discharge of unreacted NH 3 from the chimney 4. it can. As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a denitration control device capable of suppressing fluctuations in exhaust NOx at startup of the combined cycle power plant and performing stable control.
【0033】図2は本発明の第2実施例(請求項3対
応)のブロック構成図である。本実施例の脱硝制御装置
が図1の第1実施例の脱硝制御装置と相違する点は、ア
ンモニア流量調整弁の最小開度(m)S16を、消火時
間(t)S15と圧縮機の吸い込み温度(T1)S17
とした点であり、その他の構成は第1実施例と同一であ
るので、同一部分には同一符号を付してその説明は省略
する。本実施例も第1実施例と同様に複合発電プラント
の起動時の排出NOxの増加を抑え、安定な制御が可能
な脱硝制御装置を提供できる、という効果が得られる。FIG. 2 is a block diagram of the second embodiment (corresponding to claim 3) of the present invention. The denitration control device of the present embodiment differs from the denitration control device of the first embodiment of FIG. 1 in that the minimum opening (m) S16 of the ammonia flow rate adjusting valve, the extinguishing time (t) S15 and the suction of the compressor are performed. Temperature (T1) S17
Since the other configurations are the same as those of the first embodiment, the same reference numerals are given to the same portions and the description thereof will be omitted. Similar to the first embodiment, the present embodiment has an effect that it is possible to provide a denitration control device capable of suppressing an increase in exhaust NOx at startup of the combined cycle power plant and performing stable control.
【0034】図3は本発明の第3実施例(請求項4対
応)のブロック構成図である。本実施例の脱硝制御装置
が図1の第1実施例と相違する点は、アンモニア流量調
整弁32の最小開度(m)S16を、消火時間(t)S
15に加え、大気温度(T2)S18とした点であり、
その他の構成は同一であるので、同一部分には同一符号
を付してその説明は省略する。本実施例も第1実施例と
同様に複合発電プラントの起動時の排出NOxの増加を
抑え、安定な制御が可能な脱硝制御装置を提供できる、
という効果が得られる。FIG. 3 is a block diagram of the third embodiment (corresponding to claim 4) of the present invention. The denitration control device of this embodiment is different from the first embodiment of FIG. 1 in that the minimum opening (m) S16 of the ammonia flow rate adjusting valve 32 is set to the extinguishing time (t) S.
In addition to 15, the atmospheric temperature (T2) S18 is set,
Since other configurations are the same, the same reference numerals are given to the same portions and the description thereof will be omitted. Also in this embodiment, similarly to the first embodiment, it is possible to provide a denitration control device capable of suppressing an increase in exhaust NOx at the start of the combined cycle power plant and performing stable control.
The effect is obtained.
【0035】図4は本発明の第4実施例(請求項5対
応)のブロック構成図である。本実施例の脱硝制御装置
が第1実施例と相違する点は、アンモニア流量調整弁3
2の最小開度(m)S16をガスタービンの回転数
(r)S19の関数とした点であり、その他の構成は第
1実施例と同一であるので、同一部分には同一符号を付
してその説明は省略する。本実施例も第1実施例と同様
に複合発電プラントの起動時の排出NOxの増加を抑
え、安定な制御が可能な脱硝制御装置を提供できる、と
いう効果が得られる。FIG. 4 is a block diagram of the fourth embodiment (corresponding to claim 5) of the present invention. The denitration control device of this embodiment is different from that of the first embodiment in that the ammonia flow rate adjusting valve 3
2 is the point that the minimum opening (m) S16 of 2 is a function of the rotational speed (r) S19 of the gas turbine, and other configurations are the same as in the first embodiment, so the same parts are denoted by the same reference numerals. The description will be omitted. Similar to the first embodiment, the present embodiment has an effect that it is possible to provide a denitration control device capable of suppressing an increase in exhaust NOx at startup of the combined cycle power plant and performing stable control.
【0036】図5は本発明の第5実施例(請求項6対
応)のブロック構成図である。本実施例の脱硝制御装置
が図1の第1実施例と相違する点は、アンモニア流量調
整弁32の最小開度(m)S16を、ガスタービンの着
火直前における脱硝出口のアンモニア濃度S20の関数
の関数とした点であり、その他の構成は第1実施例と同
一であるので、同一部分には同一符号を付してその説明
は省略する。本実施例も第1実施例と同様に複合発電プ
ラントの起動時の排出NOxの増加を抑え、安定な制御
が可能な脱硝制御装置を提供できる、という効果が得ら
れる。FIG. 5 is a block diagram of the fifth embodiment (corresponding to claim 6) of the present invention. The denitration control device of this embodiment is different from the first embodiment of FIG. 1 in that the minimum opening (m) S16 of the ammonia flow rate adjusting valve 32 is a function of the ammonia concentration S20 at the denitration outlet immediately before the ignition of the gas turbine. Since other functions are the same as those of the first embodiment, the same parts are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Similar to the first embodiment, the present embodiment has an effect that it is possible to provide a denitration control device capable of suppressing an increase in exhaust NOx at startup of the combined cycle power plant and performing stable control.
【0037】図6は本発明の第6実施例(請求項8対
応)のブロック構成図である。本実施例の脱硝制御装置
が図1の第1実施例と相違する点は、アンモニア流量調
整弁32の最小開度(m)S16に制限する期間はガス
タービンの着火から最小開度制限を離脱するまでとした
が、本実施例ではガスタービンの着火から一定時間動作
する接点46を用いた点であり、その他の構成は第1実
施例と同一であるので、同一部分には同一符号を付して
その説明は省略する。本実施例も第1実施例と同様に複
合発電プラントの起動時の排出NOxの増加を抑え、安
定な制御が可能な脱硝制御装置を提供できる、という効
果が得られる。FIG. 6 is a block diagram of a sixth embodiment (corresponding to claim 8) of the present invention. The denitration control device of the present embodiment is different from the first embodiment of FIG. 1 in that the minimum opening degree limit is removed from the ignition of the gas turbine during the period when the ammonia flow rate adjusting valve 32 is limited to the minimum opening degree (m) S16. However, the present embodiment uses the contact 46 that operates for a certain period of time after ignition of the gas turbine. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same parts are designated by the same reference numerals. The description thereof will be omitted. Similar to the first embodiment, the present embodiment has an effect that it is possible to provide a denitration control device capable of suppressing an increase in exhaust NOx at startup of the combined cycle power plant and performing stable control.
【0038】図7は本発明の第7実施例(請求項9対
応)のブロック構成図である。本実施例の脱硝制御装置
が図1の第1実施例と相違する点は、アンモニア流量調
整弁32の最小開度(m)S16に制限する期間はガス
タービンの着火から最小開度制限を離脱するまでとした
が、本実施例ではガスタービンの着火から定格回転数に
至るまでの時間動作する接点47を用いた点であり、そ
の他の構成は第1実施例と同一であるので、同一部分に
は同一符号を付してその説明は省略する。本実施例も第
1実施例と同様に複合発電プラントの起動時の排出NO
xの増加を抑え、安定な制御が可能な脱硝制御装置を提
供できる、という効果が得られる。FIG. 7 is a block diagram of the seventh embodiment (corresponding to claim 9) of the present invention. The denitration control device of the present embodiment is different from the first embodiment of FIG. 1 in that the minimum opening degree limit is removed from the ignition of the gas turbine during the period when the ammonia flow rate adjusting valve 32 is limited to the minimum opening degree (m) S16. However, the present embodiment uses the contact point 47 that operates for a period of time from the ignition of the gas turbine to the rated rotation speed. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same portions are used. Are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted. In this embodiment as well, as in the first embodiment, the emission NO at the start of the combined cycle power plant
It is possible to provide an effect that a denitration control device that suppresses an increase in x and that can perform stable control can be provided.
【0039】図8は本発明の第8実施例(請求項10対
応)のブロック構成図である。本実施例の脱硝制御装置
が図1の第1実施例と相違する点は、アンモニア流量調
整弁32の最小開度(m)S16に制限する期間はガス
タービンの着火から最小開度制限を離脱するまでとした
が、本実施例ではガスタービンの着火から停止制御に入
るまでの時間動作する接点48を用いた点であり、その
他の構成は第1実施例と同一であるので、同一部分には
同一符号を付してその説明は省略する。本実施例も第1
実施例と同様に複合発電プラントの起動時の排出NOx
の増加を抑え、安定な制御が可能な脱硝制御装置を提供
できる、という効果が得られる。FIG. 8 is a block diagram of an eighth embodiment (corresponding to claim 10) of the present invention. The denitration control device of the present embodiment is different from the first embodiment of FIG. 1 in that the minimum opening degree limit is removed from the ignition of the gas turbine during the period when the ammonia flow rate adjusting valve 32 is limited to the minimum opening degree (m) S16. However, in this embodiment, the contact 48 that operates for a period from the ignition of the gas turbine to the start of the stop control is used. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, Are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted. This embodiment is also the first
Emission NOx at start-up of combined cycle power plant as in the embodiment
It is possible to provide an effect that it is possible to provide a denitration control device capable of suppressing the increase of the above and performing stable control.
【0040】図9は本発明の第9実施例(請求項11対
応)のブロック構成図である。本実施例の脱硝制御装置
が図1の第1実施例と相違する点は、アンモニア流量調
整弁32の最小開度(m)S16に制限する期間はガス
タービンの着火から最小開度制限を離脱するまでとした
が、本実施例ではガスタービンの点火から最小開度制限
を離脱するまでの時間動作する接点49を用いた点であ
り、その他の構成は第1実施例と同一であるので、同一
部分には同一符号を付してその説明は省略する。本実施
例も第1実施例と同様に複合発電プラントの起動時の排
出NOxの増加を抑え、安定な制御が可能な脱硝制御装
置を提供できる、という効果が得られる。FIG. 9 is a block diagram of the ninth embodiment (corresponding to claim 11) of the present invention. The denitration control device of the present embodiment is different from the first embodiment of FIG. 1 in that the minimum opening degree limit is removed from the ignition of the gas turbine during the period when the ammonia flow rate adjusting valve 32 is limited to the minimum opening degree (m) S16. However, the present embodiment uses the contact 49 that operates for a period of time from the ignition of the gas turbine until the minimum opening limit is released, and the other configurations are the same as those of the first embodiment. The same parts are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Similar to the first embodiment, the present embodiment has an effect that it is possible to provide a denitration control device capable of suppressing an increase in exhaust NOx at startup of the combined cycle power plant and performing stable control.
【0041】図10は本発明の第10実施例(請求項1
2対応)のブロック構成図である。本実施例の脱硝制御
装置が図1の第1実施例と相違する点は、アンモニア流
量調整弁32の最小開度(m)S16に制限する期間は
ガスタービンの着火から最小開度制限を離脱するまでと
したが、本実施例ではガスタービンの暖気完了から最小
開度制限を離脱するまでの時間動作する接点50を用い
た点であり、その他の構成は第1実施例と同一であるの
で、同一部分には同一符号を付してその説明は省略す
る。本実施例も第1実施例と同様に複合発電プラントの
起動時の排出NOxの増加を抑え、安定な制御が可能な
脱硝制御装置を提供できる、という効果が得られる。FIG. 10 shows a tenth embodiment of the present invention (claim 1).
2 is a block configuration diagram of (corresponding to 2). The denitration control device of the present embodiment is different from the first embodiment of FIG. 1 in that the minimum opening degree limit is removed from the ignition of the gas turbine during the period when the ammonia flow rate adjusting valve 32 is limited to the minimum opening degree (m) S16. However, in this embodiment, the contact 50 is used which operates for a period of time from the completion of warming up the gas turbine to the time when the minimum opening limit is released, and the other configurations are the same as those in the first embodiment. The same parts are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Similar to the first embodiment, the present embodiment has an effect that it is possible to provide a denitration control device capable of suppressing an increase in exhaust NOx at startup of the combined cycle power plant and performing stable control.
【0042】図11は本発明の第11実施例(請求項1
3対応)のブロック構成図である。本実施例の脱硝制御
装置が図1の第1実施例と相違する点は、アンモニア流
量調整弁32の最小開度(m)S16に制限する期間は
ガスタービンの着火から最小開度制限を離脱するまでと
したが、本実施例ではガスタービンの自立点から一定時
間動作する接点51を用いた点であり、その他の構成は
第1実施例と同一であるので、同一部分には同一符号を
付してその説明は省略する。本実施例も第1実施例と同
様に複合発電プラントの起動時の排出NOxの増加を抑
え、安定な制御が可能な脱硝制御装置を提供できる、と
いう効果が得られる。FIG. 11 shows an eleventh embodiment of the present invention (claim 1).
3 is a block configuration diagram (corresponding to 3). The denitration control device of the present embodiment is different from the first embodiment of FIG. 1 in that the minimum opening degree limit is removed from the ignition of the gas turbine during the period when the ammonia flow rate adjusting valve 32 is limited to the minimum opening degree (m) S16. However, in this embodiment, the contact 51 that operates for a certain time from the self-sustained point of the gas turbine is used. Since the other configurations are the same as those in the first embodiment, the same parts are designated by the same reference numerals. The description is omitted. Similar to the first embodiment, the present embodiment has an effect that it is possible to provide a denitration control device capable of suppressing an increase in exhaust NOx at startup of the combined cycle power plant and performing stable control.
【0043】図12は本発明の第12実施例(請求項1
4対応)のブロック構成図である。本実施例の脱硝制御
装置が図1の第1実施例と相違する点は、アンモニア流
量調整弁32の最小開度(m)S16に制限する期間は
ガスタービンの着火から最小開度制限を離脱するまでと
したが、本実施例ではガスタービンの定格回転数到達か
ら一定時間動作する接点52を用いた点であり、その他
の構成は第1実施例と同一であるので、同一部分には同
一符号を付してその説明は省略する。本実施例も第1実
施例と同様に複合発電プラントの起動時の排出NOxの
増加を抑え、安定な制御が可能な脱硝制御装置を提供で
きる、という効果が得られる。FIG. 12 shows a twelfth embodiment of the present invention (claim 1).
FIG. 4 is a block configuration diagram of 4). The denitration control device of the present embodiment is different from the first embodiment of FIG. 1 in that the minimum opening degree limit is removed from the ignition of the gas turbine during the period when the ammonia flow rate adjusting valve 32 is limited to the minimum opening degree (m) S16. However, the present embodiment uses the contact 52 that operates for a certain period of time after reaching the rated speed of the gas turbine. Since the other configurations are the same as those of the first embodiment, the same parts are the same. The reference numerals are given and the description thereof is omitted. Similar to the first embodiment, the present embodiment has an effect that it is possible to provide a denitration control device capable of suppressing an increase in exhaust NOx at startup of the combined cycle power plant and performing stable control.
【0044】図13は本発明の第13実施例(請求項1
6対応)のブロック構成図である。本実施例の脱硝制御
装置が図1の第1実施例と相違する点は、アンモニア流
量調整弁32の最小開度(m)S16は、消火時間tの
関数で実現したが、本実施例では消火時間tよりファジ
ィ推論機構53によってアンモニア流量調節弁の最小開
度mを算出するように構成した点であり、その他の構成
は第1実施例と同一であるので、同一部分には同一符号
を付してその説明は省略する。本実施例も第1実施例と
同様に複合発電プラントの起動時の排出NOxの増加を
抑え、安定な制御が可能な脱硝制御装置を提供できる、
という効果が得られる。FIG. 13 shows a thirteenth embodiment of the present invention (claim 1).
FIG. 6 is a block configuration diagram of (corresponding to 6). The denitration control device of this embodiment is different from the first embodiment of FIG. 1 in that the minimum opening (m) S16 of the ammonia flow rate adjusting valve 32 is realized by a function of the fire extinguishing time t. The fuzzy reasoning mechanism 53 is used to calculate the minimum opening m of the ammonia flow rate control valve from the fire extinguishing time t. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, the same parts are designated by the same reference numerals. The description is omitted. Also in this embodiment, similarly to the first embodiment, it is possible to provide a denitration control device capable of suppressing an increase in exhaust NOx at the start of the combined cycle power plant and performing stable control.
The effect is obtained.
【0045】[0045]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複合プラントの起動時の排出NOxの増加を抑えると共
にガスタービンの負荷変化などに基づく脱硝特性の変動
に対しても制御性能の劣化が少ない、柔軟かつ安全な脱
硝制御装置を提供できる。As described above, according to the present invention,
It is possible to provide a flexible and safe denitration control device that suppresses an increase in exhausted NOx at the time of startup of a complex plant and has little deterioration in control performance with respect to fluctuations in denitration characteristics due to load changes of a gas turbine.
【図1】本発明の第1実施例のブロック構成図。FIG. 1 is a block configuration diagram of a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2実施例のブロック構成図。FIG. 2 is a block configuration diagram of a second embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第3実施例のブロック構成図。FIG. 3 is a block configuration diagram of a third embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第4実施例のブロック構成図。FIG. 4 is a block configuration diagram of a fourth embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第5実施例のブロック構成図。FIG. 5 is a block configuration diagram of a fifth embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第6実施例のブロック構成図。FIG. 6 is a block configuration diagram of a sixth embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第7実施例のブロック構成図。FIG. 7 is a block configuration diagram of a seventh embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第8実施例のブロック構成図。FIG. 8 is a block configuration diagram of an eighth embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第9実施例のブロック構成図。FIG. 9 is a block diagram of a ninth embodiment of the present invention.
【図10】本発明の第10実施例のブロック構成図。FIG. 10 is a block configuration diagram of a tenth embodiment of the present invention.
【図11】本発明の第11実施例のブロック構成図。FIG. 11 is a block diagram of an eleventh embodiment of the present invention.
【図12】本発明の第12実施例のブロック構成図。FIG. 12 is a block diagram of a twelfth embodiment of the present invention.
【図13】本発明の第13実施例のブロック構成図。FIG. 13 is a block configuration diagram of a thirteenth embodiment of the present invention.
【図14】本発明が適用される複合発電プラントの概略
系統図。FIG. 14 is a schematic system diagram of a combined cycle power plant to which the present invention is applied.
【図15】従来の脱硝制御装置のブロック構成図FIG. 15 is a block diagram of a conventional denitration control device.
1…ガスタービン装置、2…排熱回収ボイラ装置、3…
蒸気タービン装置、4…煙突、5…排ガス流、6…導入
空気、7…空気圧縮機、8…燃料系統、9…燃焼器、1
0…ガスタービン、11,19…発電機、12…煙道、
13…過熱器、14…蒸発器、15…脱硝装置、16…
節炭器、17…蒸気配管、18…蒸気タービン、20…
復水器、21…給水配管、22…触媒、23…アンモニ
ア注入系統、30…脱硝制御装置、31…アクチュエー
タ、32…NH3 流量調整弁、33,39,36…加算
器、34,40…PI制御器、35…フィードフォワー
ド制御器、37,38…除算器、41…低値制御器、4
2…関数発生器、43,46,47,48,49,5
0,51,52…接点、44…比較器、45…接点、5
3…ファジイ推論機構、S1…NOx濃度設定値、S2
…NOx濃度検出値、S3…NOx濃度偏差信号、S4
…水噴射量信号、S5…モル比設定信号、S6…アンモ
ニア流量信号、S7(v)…ガス流量、S8…アンモニ
ア濃度信号、S9…予測NOx信号、S10…モル比予
測信号、S11…モル比偏差信号、S12…制御信号、
S13…排ガス温度検出値、S14…全閉信号、S15
(t)…消火時間、S16(m)…最小開度、S17
(T1)…圧縮器吸い込み温度、S18(T2)…大気
温度、S19(r)…ガスタービンの回転数、S20…
脱硝出口NH3 濃度。1 ... Gas turbine device, 2 ... Exhaust heat recovery boiler device, 3 ...
Steam turbine device, 4 ... Chimney, 5 ... Exhaust gas flow, 6 ... Introduced air, 7 ... Air compressor, 8 ... Fuel system, 9 ... Combustor, 1
0 ... Gas turbine, 11, 19 ... Generator, 12 ... Flue,
13 ... Superheater, 14 ... Evaporator, 15 ... Denitration device, 16 ...
Economizer, 17 ... steam piping, 18 ... steam turbine, 20 ...
Condenser, 21 ... Water supply pipe, 22 ... Catalyst, 23 ... Ammonia injection system, 30 ... Denitration control device, 31 ... Actuator, 32 ... NH 3 flow control valve, 33, 39, 36 ... Adder, 34, 40 ... PI controller, 35 ... Feed forward controller, 37, 38 ... Divider, 41 ... Low value controller, 4
2 ... Function generator, 43, 46, 47, 48, 49, 5
0, 51, 52 ... contacts, 44 ... comparator, 45 ... contacts, 5
3 ... Fuzzy inference mechanism, S1 ... NOx concentration set value, S2
... NOx concentration detection value, S3 ... NOx concentration deviation signal, S4
... Water injection amount signal, S5 ... Molar ratio setting signal, S6 ... Ammonia flow rate signal, S7 (v) ... Gas flow rate, S8 ... Ammonia concentration signal, S9 ... Predicted NOx signal, S10 ... Molar ratio predicted signal, S11 ... Molar ratio Deviation signal, S12 ... control signal,
S13 ... Exhaust gas temperature detection value, S14 ... Full closing signal, S15
(T) ... Extinguishing time, S16 (m) ... Minimum opening, S17
(T1) ... Compressor suction temperature, S18 (T2) ... Atmospheric temperature, S19 (r) ... Gas turbine rotation speed, S20 ...
Denitration outlet NH 3 concentration.
───────────────────────────────────────────────────── 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 53/74 53/86 ZAB B01D 53/34 129 E 53/36 ZAB (72)発明者 船津 徹也 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 山田 利広 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location B01D 53/74 53/86 ZAB B01D 53/34 129 E 53/36 ZAB (72) Inventor Tetsuya Funatsu 1st Toshiba Town, Fuchu-shi, Tokyo Inside Toshiba Fuchu factory (72) Inventor Toshihiro Yamada 1st Toshiba-cho, Fuchu City Tokyo Fuchu factory
Claims (16)
合発電設備のガスタービンの排ガスに希釈空気との混合
アンモニアを噴霧し、触媒との化学反応により窒素酸化
物を除去する乾式脱硝装置で、アンモニア注入量を増減
することによって排出ガスのNOx濃度を制御する脱硝
制御装置において、前記ガスタービンの状態量を検出す
る検出器と、前記検出器により検出された検出値により
アンモニア流量調整弁の最小開度を算出する演算装置
と、前記アンモニア流量調整弁の開度が前記最小開度以
下とならないように制御する低値制限手段とを備え、前
記複合発電設備の起動時に前記ガスタービンの状態量に
応じて前記アンモニア流量調整弁の開度が前記最小開度
以下にならないように所定の間だけ制御することを特徴
とする脱硝制御装置。Claim: What is claimed is: 1. A dry denitration device for spraying a mixed ammonia mixed with dilution air onto an exhaust gas of a gas turbine of a combined power generation facility including a gas turbine and a steam turbine, and removing nitrogen oxides by a chemical reaction with a catalyst. In a denitration control device that controls the NOx concentration of exhaust gas by increasing or decreasing the amount, a detector that detects the state quantity of the gas turbine, and a minimum opening degree of the ammonia flow rate adjusting valve based on the detection value detected by the detector And a low value limiting means for controlling the opening of the ammonia flow rate adjusting valve so as not to become the minimum opening or less, depending on the state quantity of the gas turbine at the time of starting the combined cycle power generation facility. A denitration control device that controls the opening of the ammonia flow rate adjusting valve for a predetermined time so that the opening does not fall below the minimum opening.
ガスタービンの状態量は、ガスタービンの着火時におけ
る消火時間であることを特徴とする脱硝制御装置。2. The denitration control device according to claim 1,
The denitration control device, wherein the state quantity of the gas turbine is the extinguishing time at the time of ignition of the gas turbine.
ガスタービンの状態量は、ガスタービンの着火時におけ
る消火時間と、圧縮機の吸い込み温度であることを特徴
とする脱硝制御装置。3. The denitration control device according to claim 1, wherein
The denitration control device, wherein the state quantity of the gas turbine is the extinguishing time at the time of ignition of the gas turbine and the suction temperature of the compressor.
ガスタービンの状態量は、ガスタービンの着火時におけ
る消火時間と、大気温度であることを特徴とする脱硝制
御装置。4. The denitration control device according to claim 1, wherein
The denitration control device, wherein the state quantity of the gas turbine is the extinguishing time at the time of ignition of the gas turbine and the atmospheric temperature.
ガスタービンの状態量は、ガスタービンの回転数である
ことを特徴とする脱硝制御装置。5. The denitration control device according to claim 1, wherein
The denitration control device, wherein the state quantity of the gas turbine is the number of revolutions of the gas turbine.
量は、ガスタービンの着火直前における脱硝出口のアン
モニア濃度であることを特徴とする脱硝制御装置。6. The denitration control device according to claim 1, wherein the state quantity of the gas turbine is an ammonia concentration at a denitration outlet immediately before ignition of the gas turbine.
最小開度に制限する所定の間は、ガスタービンの着火か
ら最小開度制限を離脱するまでの時間であることを特徴
とする脱硝制御装置。7. The denitration control device according to claim 1,
A denitration control device, characterized in that the predetermined period of time during which the minimum opening is limited is the time from the ignition of the gas turbine until the minimum opening is released.
最小開度に制限する所定の間は、ガスタービンの着火か
ら一定時間であることを特徴とする脱硝制御装置。8. The denitration control device according to claim 1, wherein
A denitration control device characterized in that a predetermined time period during which the opening degree is limited to a minimum is a fixed time after ignition of a gas turbine.
最小開度に制限する所定の間は、ガスタービンの着火か
ら定格回転数に至るまでの時間をであることを特徴とす
る脱硝制御装置。9. The denitration control device according to claim 1, wherein
A denitration control device characterized in that a predetermined period of time when the opening is limited to the minimum opening is a time from ignition of the gas turbine to a rated rotation speed.
て、最小開度に制限する所定の間は、ガスタービンの着
火から停止制御に入るまでの時間であることを特徴とす
る脱硝制御装置。10. The denitration control device according to claim 1, wherein the predetermined period of time when the opening degree is limited to the minimum opening is a time from ignition of the gas turbine to start of stop control.
て、最小開度に制限する所定の間は、ガスタービンの点
火から最小開度制限を離脱するまでの時間であることを
特徴とする脱硝制御装置。11. The denitration control according to claim 1, wherein the predetermined period of time during which the minimum opening is limited is the time from ignition of the gas turbine until the release of the minimum opening limitation. apparatus.
て、最小開度に制限する所定の間は、ガスタービンの暖
気完了から最小開度制限を離脱するまでの時間であるこ
とを特徴とする脱硝制御装置。12. The denitration control device according to claim 1, wherein the predetermined period of time during which the minimum opening is limited is the time from the completion of warming up of the gas turbine until the release of the minimum opening limitation. Control device.
て、最小開度に制限する所定の間は、ガスタービンの自
立点から一定時間であることを特徴とする脱硝制御装
置。13. The denitration control device according to claim 1, wherein the predetermined period of time during which the opening degree is restricted to a minimum opening is a fixed time from an independent point of the gas turbine.
て、最小開度に制限する所定の間は、ガスタービンの定
格回転数到達から一定時間であることを特徴とする脱硝
制御装置。14. The denitration control device according to claim 1, wherein a predetermined period of time during which the opening degree is limited to a minimum opening is a fixed time after the rated rotation speed of the gas turbine is reached.
て、演算装置は、関数発生器であることを特徴とする脱
硝制御装置。15. The denitration control device according to claim 1, wherein the arithmetic unit is a function generator.
て、演算装置は、ファジィ推論機構であることを特徴と
する脱硝制御装置。16. The denitration control device according to claim 1, wherein the arithmetic unit is a fuzzy inference mechanism.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6218871A JPH0880423A (en) | 1994-09-13 | 1994-09-13 | Denitrification controller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6218871A JPH0880423A (en) | 1994-09-13 | 1994-09-13 | Denitrification controller |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0880423A true JPH0880423A (en) | 1996-03-26 |
Family
ID=16726615
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6218871A Pending JPH0880423A (en) | 1994-09-13 | 1994-09-13 | Denitrification controller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0880423A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5591812A (en) * | 1996-01-26 | 1997-01-07 | Air Products And Chemicals, Inc. | Reactive accelerators for amine cured epoxy resins |
-
1994
- 1994-09-13 JP JP6218871A patent/JPH0880423A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5591812A (en) * | 1996-01-26 | 1997-01-07 | Air Products And Chemicals, Inc. | Reactive accelerators for amine cured epoxy resins |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040406 |