JPH09187625A - 排煙脱硝設備のアンモニア注入量制御装置及び方法 - Google Patents
排煙脱硝設備のアンモニア注入量制御装置及び方法Info
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- JPH09187625A JPH09187625A JP8001582A JP158296A JPH09187625A JP H09187625 A JPH09187625 A JP H09187625A JP 8001582 A JP8001582 A JP 8001582A JP 158296 A JP158296 A JP 158296A JP H09187625 A JPH09187625 A JP H09187625A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高速負荷変動時に排煙脱硝設備へのアンモニ
ア注入量制御の追従性を高めることにある。 【解決手段】 予測制御装置３０には出口ＮＯｘ濃度計
４からの出口ＮＯｘ濃度信号３６とアンモニア流量計６
からのアンモニア流量信号４１が入力され、過去のアン
モニアモル比と排煙脱硝設備出口ＮＯｘ濃度との因果関
係をデータを用いて同定した自己回帰モデルにより将来
のサンプリング周期毎の排煙脱硝設備出口ＮＯｘ濃度を
予測し、アンモニアモル比補正信号３１が定められる。
また、負荷要求信号５０と微粉炭ミル起動停止指令信号
５１を入力し入口ＮＯｘ濃度のピークを補償するように
ファジイ演算して動的先行モル比信号５３を出力するフ
ァジイ演算器５２を設けた
ア注入量制御の追従性を高めることにある。 【解決手段】 予測制御装置３０には出口ＮＯｘ濃度計
４からの出口ＮＯｘ濃度信号３６とアンモニア流量計６
からのアンモニア流量信号４１が入力され、過去のアン
モニアモル比と排煙脱硝設備出口ＮＯｘ濃度との因果関
係をデータを用いて同定した自己回帰モデルにより将来
のサンプリング周期毎の排煙脱硝設備出口ＮＯｘ濃度を
予測し、アンモニアモル比補正信号３１が定められる。
また、負荷要求信号５０と微粉炭ミル起動停止指令信号
５１を入力し入口ＮＯｘ濃度のピークを補償するように
ファジイ演算して動的先行モル比信号５３を出力するフ
ァジイ演算器５２を設けた
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高速負荷変動時に
アンモニア注入量制御の追従性を高めた排煙脱硝設備の
アンモニア注入量制御装置及び方法に関する。
アンモニア注入量制御の追従性を高めた排煙脱硝設備の
アンモニア注入量制御装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来の排煙脱硝設備アンモニア注
入量制御装置の構成を示すブロック図である。本図に示
すように排煙脱硝設備の排ガス流量計１からの排ガス流
量信号３３と入口ＮＯｘ濃度計２からの入口ＮＯｘ濃度
信号３４を乗算器７ａで乗算して入口ＮＯｘ量信号２１
を得る。一方出口ＮＯｘ濃度設定器３からの出口ＮＯｘ
濃度設定信号３５を引算器８ａにに入力し、入口ＮＯｘ
濃度計２からの入口ＮＯｘ濃度信号３４を引算器８ａ及
び割算器９に入力し、演算により必要脱硝率信号１０を
得る。この必要脱硝率信号１０を関数発生器１１に入力
し、演算により必要モル比信号１３を得る。出口ＮＯｘ
濃度設定器３からの出口ＮＯｘ濃度設定信号３５と出口
ＮＯｘ濃度計４からの出口ＮＯｘ濃度信号３６との偏差
信号３７を引算器８ｂ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を得る。このフィー
ドバックモル比信号１５は現在計測した出口ＮＯｘ濃度
と出口ＮＯｘ濃度設定値とから求められ偏差に基づきア
ンモニア必要モル比を補正し、ネガティブフィードバッ
ク的に制御するものである。必要モル比信号１３とフィ
ードバックモル比信号１５を加算器１４ａで加算して全
モル比信号１６を得て、乗算器７ａからの入口ＮＯｘ量
信号２１と乗算器７ｂで乗算して必要アンモニア流量信
号２２を得る。次に負荷要求信号３８を微分器１７及び
二階微分器１８でそれぞれ微分演算した負荷一階微分信
号３９及び負荷二階微分信号４０を加算器１４ｂに入力
し、乗算器７ｂからの必要アンモニア流量信号２２と加
算してアンモニア流量要求信号１９を得る。このアンモ
ニア流量要求信号１９とフィードバック値であるアンモ
ニア流量計６からのアンモニア流量信号４１との偏差信
号４２を引算器８ｃで求め、調節計１２ｂで制御出力と
しての処理を行い制御信号４３をアンモニア流量調節弁
２０へ出力する。制御信号４３によりアンモニア流量調
節弁２０を開閉して排煙脱硝設備へのアンモニア注入量
を制御し、排煙脱硝設備出口ＮＯｘ濃度を所定の値に抑
制している。この制御系は基本的に入口ＮＯｘ量信号２
１に対する先行値の必要モル比信号１３、出口ＮＯｘ濃
度信号３６、出口ＮＯｘ濃度設定信号３５との偏差信号
３７によるフィードバックモル比信号１５の補正及び負
荷要求信号３８に対する動的先行値の負荷一階微分信号
３９、負荷二階微分信号４０によりアンモニア注入量を
制御するものである。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を通常１０分程度補償す
るために設けられている。
入量制御装置の構成を示すブロック図である。本図に示
すように排煙脱硝設備の排ガス流量計１からの排ガス流
量信号３３と入口ＮＯｘ濃度計２からの入口ＮＯｘ濃度
信号３４を乗算器７ａで乗算して入口ＮＯｘ量信号２１
を得る。一方出口ＮＯｘ濃度設定器３からの出口ＮＯｘ
濃度設定信号３５を引算器８ａにに入力し、入口ＮＯｘ
濃度計２からの入口ＮＯｘ濃度信号３４を引算器８ａ及
び割算器９に入力し、演算により必要脱硝率信号１０を
得る。この必要脱硝率信号１０を関数発生器１１に入力
し、演算により必要モル比信号１３を得る。出口ＮＯｘ
濃度設定器３からの出口ＮＯｘ濃度設定信号３５と出口
ＮＯｘ濃度計４からの出口ＮＯｘ濃度信号３６との偏差
信号３７を引算器８ｂ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を得る。このフィー
ドバックモル比信号１５は現在計測した出口ＮＯｘ濃度
と出口ＮＯｘ濃度設定値とから求められ偏差に基づきア
ンモニア必要モル比を補正し、ネガティブフィードバッ
ク的に制御するものである。必要モル比信号１３とフィ
ードバックモル比信号１５を加算器１４ａで加算して全
モル比信号１６を得て、乗算器７ａからの入口ＮＯｘ量
信号２１と乗算器７ｂで乗算して必要アンモニア流量信
号２２を得る。次に負荷要求信号３８を微分器１７及び
二階微分器１８でそれぞれ微分演算した負荷一階微分信
号３９及び負荷二階微分信号４０を加算器１４ｂに入力
し、乗算器７ｂからの必要アンモニア流量信号２２と加
算してアンモニア流量要求信号１９を得る。このアンモ
ニア流量要求信号１９とフィードバック値であるアンモ
ニア流量計６からのアンモニア流量信号４１との偏差信
号４２を引算器８ｃで求め、調節計１２ｂで制御出力と
しての処理を行い制御信号４３をアンモニア流量調節弁
２０へ出力する。制御信号４３によりアンモニア流量調
節弁２０を開閉して排煙脱硝設備へのアンモニア注入量
を制御し、排煙脱硝設備出口ＮＯｘ濃度を所定の値に抑
制している。この制御系は基本的に入口ＮＯｘ量信号２
１に対する先行値の必要モル比信号１３、出口ＮＯｘ濃
度信号３６、出口ＮＯｘ濃度設定信号３５との偏差信号
３７によるフィードバックモル比信号１５の補正及び負
荷要求信号３８に対する動的先行値の負荷一階微分信号
３９、負荷二階微分信号４０によりアンモニア注入量を
制御するものである。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を通常１０分程度補償す
るために設けられている。
【０００３】最近では火力プラントの高速負荷変化率運
転に伴い脱硝負荷の変動が急激になり、排煙脱硝設備の
出口ＮＯｘ濃度設定値信号３５に対する出口ＮＯｘ濃度
の追従性を向上させることが不可欠となっている。例え
ば、負荷上昇時には脱硝負荷の増加に対して負荷要求信
号３８に対する動的先行制御によりアンモニアが多量注
入され、出口ＮＯｘ濃度は一旦出口ＮＯｘ濃度設定値に
抑制できるが、脱硝負荷が一定になるとアンモニアは過
剰となり脱硝率は急上昇して出口ＮＯｘ濃度は極端に低
下するものの排ガス中のリークアンモニアが問題にな
る。
転に伴い脱硝負荷の変動が急激になり、排煙脱硝設備の
出口ＮＯｘ濃度設定値信号３５に対する出口ＮＯｘ濃度
の追従性を向上させることが不可欠となっている。例え
ば、負荷上昇時には脱硝負荷の増加に対して負荷要求信
号３８に対する動的先行制御によりアンモニアが多量注
入され、出口ＮＯｘ濃度は一旦出口ＮＯｘ濃度設定値に
抑制できるが、脱硝負荷が一定になるとアンモニアは過
剰となり脱硝率は急上昇して出口ＮＯｘ濃度は極端に低
下するものの排ガス中のリークアンモニアが問題にな
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、脱硝
負荷の変動が急激に変化した場合、特に負荷上昇時の動
的先行制御によりアンモニアが多量に注入された後の追
従性は必ずしも満足できるものではなく、必要以上にア
ンモニアを注入することによる排ガス中のリークアンモ
ニアが増加したり消費量が大きくなる問題がある。本発
明の目的は、排煙脱硝設備の高速負荷変動時にアンモニ
ア注入量制御の追従性を高めることにある。
負荷の変動が急激に変化した場合、特に負荷上昇時の動
的先行制御によりアンモニアが多量に注入された後の追
従性は必ずしも満足できるものではなく、必要以上にア
ンモニアを注入することによる排ガス中のリークアンモ
ニアが増加したり消費量が大きくなる問題がある。本発
明の目的は、排煙脱硝設備の高速負荷変動時にアンモニ
ア注入量制御の追従性を高めることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的は、アンモニア
接触還元法による排煙脱硝設備の入口ＮＯｘ濃度と出口
ＮＯｘ濃度設定値を入力しアンモニア必要モル比を演算
するアンモニア必要モル比演算手段と、前記出口ＮＯｘ
濃度設定値と前記排煙脱硝設備の出口ＮＯｘ濃度とアン
モニア注入量を入力し、過去のアンモニアモル比と排煙
脱硝設備出口ＮＯｘ濃度との因果関係を有する自己回帰
モデルにより将来の排煙脱硝設備出口ＮＯｘ濃度を予測
し、予測した排煙脱硝設備出口ＮＯｘ濃度を用いてアン
モニアモル比補正信号を出力する予測制御手段と、前記
アンモニア必要モル比と該アンモニアモル比補正信号を
入力し先行値アンモニアモル比を出力する先行値アンモ
ニアモル演算手段と、負荷要求信号と微粉炭ミル起動停
止指令信号を入力して入口ＮＯｘ濃度のピークを補償す
る動的先行モル比信号をファジイ演算するファジイ制御
手段と、前記先行値アンモニアモル比を該動的先行モル
比信号により補正しアンモニア全モル比を出力する全モ
ル比演算手段と、該アンモニア全モル比と入口ＮＯｘ量
を入力し必要アンモニア量を演算する必要アンモニア量
演算手段と、該必要アンモニア量と注入アンモニアフィ
ードバック値を入力し注入アンモニア量調整弁制御量を
出力する注入アンモニア量制御手段とを有することによ
り達成される。
接触還元法による排煙脱硝設備の入口ＮＯｘ濃度と出口
ＮＯｘ濃度設定値を入力しアンモニア必要モル比を演算
するアンモニア必要モル比演算手段と、前記出口ＮＯｘ
濃度設定値と前記排煙脱硝設備の出口ＮＯｘ濃度とアン
モニア注入量を入力し、過去のアンモニアモル比と排煙
脱硝設備出口ＮＯｘ濃度との因果関係を有する自己回帰
モデルにより将来の排煙脱硝設備出口ＮＯｘ濃度を予測
し、予測した排煙脱硝設備出口ＮＯｘ濃度を用いてアン
モニアモル比補正信号を出力する予測制御手段と、前記
アンモニア必要モル比と該アンモニアモル比補正信号を
入力し先行値アンモニアモル比を出力する先行値アンモ
ニアモル演算手段と、負荷要求信号と微粉炭ミル起動停
止指令信号を入力して入口ＮＯｘ濃度のピークを補償す
る動的先行モル比信号をファジイ演算するファジイ制御
手段と、前記先行値アンモニアモル比を該動的先行モル
比信号により補正しアンモニア全モル比を出力する全モ
ル比演算手段と、該アンモニア全モル比と入口ＮＯｘ量
を入力し必要アンモニア量を演算する必要アンモニア量
演算手段と、該必要アンモニア量と注入アンモニアフィ
ードバック値を入力し注入アンモニア量調整弁制御量を
出力する注入アンモニア量制御手段とを有することによ
り達成される。
【０００６】上記目的は、アンモニア接触還元法による
排煙脱硝設備の入口ＮＯｘ濃度と出口ＮＯｘ濃度設定値
を入力してアンモニア必要モル比を演算し、前記出口Ｎ
Ｏｘ濃度設定値と前記排煙脱硝設備の出口ＮＯｘ濃度と
アンモニア注入量を入力して過去のアンモニアモル比と
排煙脱硝設備出口ＮＯｘ濃度との因果関係を有する自己
回帰モデルにより将来の排煙脱硝設備出口ＮＯｘ濃度を
予測し、予測した排煙脱硝設備出口ＮＯｘ濃度を用いて
アンモニアモル比補正信号を出力し、前記アンモニア必
要モル比と該アンモニアモル比補正信号を入力して先行
値アンモニアモル比を出力し、負荷要求信号と微粉炭ミ
ル起動停止指令信号を入力して入口ＮＯｘ濃度のピーク
を補償する動的先行モル比信号をファジイ演算し、前記
先行値アンモニアモル比を該動的先行モル比信号により
補正してアンモニア全モル比を出力し、該アンモニア全
モル比と入口ＮＯｘ量を入力して必要アンモニア量を演
算し、該必要アンモニア量と注入アンモニアフィードバ
ック値を入力して注入アンモニア量調整弁制御量を出力
することにより達成される。
排煙脱硝設備の入口ＮＯｘ濃度と出口ＮＯｘ濃度設定値
を入力してアンモニア必要モル比を演算し、前記出口Ｎ
Ｏｘ濃度設定値と前記排煙脱硝設備の出口ＮＯｘ濃度と
アンモニア注入量を入力して過去のアンモニアモル比と
排煙脱硝設備出口ＮＯｘ濃度との因果関係を有する自己
回帰モデルにより将来の排煙脱硝設備出口ＮＯｘ濃度を
予測し、予測した排煙脱硝設備出口ＮＯｘ濃度を用いて
アンモニアモル比補正信号を出力し、前記アンモニア必
要モル比と該アンモニアモル比補正信号を入力して先行
値アンモニアモル比を出力し、負荷要求信号と微粉炭ミ
ル起動停止指令信号を入力して入口ＮＯｘ濃度のピーク
を補償する動的先行モル比信号をファジイ演算し、前記
先行値アンモニアモル比を該動的先行モル比信号により
補正してアンモニア全モル比を出力し、該アンモニア全
モル比と入口ＮＯｘ量を入力して必要アンモニア量を演
算し、該必要アンモニア量と注入アンモニアフィードバ
ック値を入力して注入アンモニア量調整弁制御量を出力
することにより達成される。
【０００７】上記構成は、従来の必要アンモニア量の負
荷変化率による動的先行制御に代わり、過去のアンモニ
アモル比と排煙脱硝設備出口ＮＯｘ濃度との因果関係を
サンプリング周期毎のデータを用いて同定した自己回帰
モデルにより将来の排煙脱硝設備の出口ＮＯｘ濃度を予
測してアンモニア必要モル比を補正することにより、過
去のデータに基づいて予測制御を行い脱硝反応の大きな
遅れを補償して高速負荷変動時にもアンモニア注入量制
御の追従性を高めて従来の動的先行制御によるアンモニ
アの大量注入を阻止し、リークアンモニア、アンモニア
消費量の増加を防止することができる。予測制御により
従来の出口ＮＯｘ濃度と出口ＮＯｘ濃度設定値とから求
められアンモニアモル比の指標であるアンモニアフィー
ドバックモル比を求めるフィードバックモル比手段によ
るネガティブフィードバック的なアンモニアモル比の補
正は不要となる。
荷変化率による動的先行制御に代わり、過去のアンモニ
アモル比と排煙脱硝設備出口ＮＯｘ濃度との因果関係を
サンプリング周期毎のデータを用いて同定した自己回帰
モデルにより将来の排煙脱硝設備の出口ＮＯｘ濃度を予
測してアンモニア必要モル比を補正することにより、過
去のデータに基づいて予測制御を行い脱硝反応の大きな
遅れを補償して高速負荷変動時にもアンモニア注入量制
御の追従性を高めて従来の動的先行制御によるアンモニ
アの大量注入を阻止し、リークアンモニア、アンモニア
消費量の増加を防止することができる。予測制御により
従来の出口ＮＯｘ濃度と出口ＮＯｘ濃度設定値とから求
められアンモニアモル比の指標であるアンモニアフィー
ドバックモル比を求めるフィードバックモル比手段によ
るネガティブフィードバック的なアンモニアモル比の補
正は不要となる。
【０００８】また、負荷要求信号と微粉炭ミル起動停止
指令信号を入力して入口ＮＯｘ濃度のピークを補償する
ように動的先行モル比信号をファジイ演算することによ
り、微粉炭ミル起動停止に伴う排煙脱硝設備入口ＮＯｘ
濃度のステップ状の急激な変化に対してはフィードフォ
ワードファジイにより滑らかにアンモニア注入量を先行
制御し対応することができる。
指令信号を入力して入口ＮＯｘ濃度のピークを補償する
ように動的先行モル比信号をファジイ演算することによ
り、微粉炭ミル起動停止に伴う排煙脱硝設備入口ＮＯｘ
濃度のステップ状の急激な変化に対してはフィードフォ
ワードファジイにより滑らかにアンモニア注入量を先行
制御し対応することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
より説明する。図１は本発明の実施の形態の排煙脱硝設
備アンモニア注入量制御装置の構成を示すブロック図で
ある。本図に示すアンモニア注入量制御装置は図４に示
す排煙脱硝設備のアンモニア注入量制御装置の調節計１
２ａが出力するフィードバックモル比信号１５に代わり
予測制御装置３０が出力するアンモニアモル比補正信号
３１を加算器１４ａへ入力し、かつ加算器１４ｂへ入力
する負荷一階微分信号３９、負荷二階微分信号４０を出
力する微分器１７、二階微分器１８に代わり負荷要求信
号５０と微粉炭ミル起動停止指令信号５１を入力し入口
ＮＯｘ濃度のピークを補償するようにファジイ演算して
動的先行モル比信号５３を出力するファジイ演算器５２
を設けたものである。微粉炭ミル起動停止指令信号５１
は石炭焚ボイラの微粉炭ミルを起動・停止する指令であ
り、微粉炭ミルの起動は微粉炭ミルからボイラ火炉へ微
粉炭が供給され微粉炭が燃焼して排ガスが排煙脱硝設備
に流入し、脱硝負荷が急激に増加することを意味してい
る。一方微粉炭ミルの停止は微粉炭の燃焼が停止して脱
硝負荷が急激に減少することを意味している。このよう
に微粉炭ミル起動停止指令信号５１は脱硝負荷の極めて
急激な増加または急激な減少の先行信号となる。
より説明する。図１は本発明の実施の形態の排煙脱硝設
備アンモニア注入量制御装置の構成を示すブロック図で
ある。本図に示すアンモニア注入量制御装置は図４に示
す排煙脱硝設備のアンモニア注入量制御装置の調節計１
２ａが出力するフィードバックモル比信号１５に代わり
予測制御装置３０が出力するアンモニアモル比補正信号
３１を加算器１４ａへ入力し、かつ加算器１４ｂへ入力
する負荷一階微分信号３９、負荷二階微分信号４０を出
力する微分器１７、二階微分器１８に代わり負荷要求信
号５０と微粉炭ミル起動停止指令信号５１を入力し入口
ＮＯｘ濃度のピークを補償するようにファジイ演算して
動的先行モル比信号５３を出力するファジイ演算器５２
を設けたものである。微粉炭ミル起動停止指令信号５１
は石炭焚ボイラの微粉炭ミルを起動・停止する指令であ
り、微粉炭ミルの起動は微粉炭ミルからボイラ火炉へ微
粉炭が供給され微粉炭が燃焼して排ガスが排煙脱硝設備
に流入し、脱硝負荷が急激に増加することを意味してい
る。一方微粉炭ミルの停止は微粉炭の燃焼が停止して脱
硝負荷が急激に減少することを意味している。このよう
に微粉炭ミル起動停止指令信号５１は脱硝負荷の極めて
急激な増加または急激な減少の先行信号となる。
【００１０】予測制御装置３０には出口ＮＯｘ濃度設定
器３からの出口ＮＯｘ濃度設定信号３５と出口ＮＯｘ濃
度計４からの出口ＮＯｘ濃度信号３６とアンモニア流量
計６からのアンモニア流量信号４１が入力され、過去の
アンモニアモル比と排煙脱硝設備の出口ＮＯｘ濃度との
因果関係をデータを用いて同定した自己回帰モデルによ
り将来のサンプリング周期毎の排煙脱硝設備の出口ＮＯ
ｘ濃度が予測される。この将来の排煙脱硝設備出口ＮＯ
ｘ濃度と出口ＮＯｘ濃度設定信号３５との間の制御偏差
の自乗積分値とアンモニアモル比のサンプリング周期毎
の変化量の自乗積分値の和を最小とするようにアンモニ
アモル比補正信号３１が定められる。
器３からの出口ＮＯｘ濃度設定信号３５と出口ＮＯｘ濃
度計４からの出口ＮＯｘ濃度信号３６とアンモニア流量
計６からのアンモニア流量信号４１が入力され、過去の
アンモニアモル比と排煙脱硝設備の出口ＮＯｘ濃度との
因果関係をデータを用いて同定した自己回帰モデルによ
り将来のサンプリング周期毎の排煙脱硝設備の出口ＮＯ
ｘ濃度が予測される。この将来の排煙脱硝設備出口ＮＯ
ｘ濃度と出口ＮＯｘ濃度設定信号３５との間の制御偏差
の自乗積分値とアンモニアモル比のサンプリング周期毎
の変化量の自乗積分値の和を最小とするようにアンモニ
アモル比補正信号３１が定められる。
【００１１】アンモニア接触還元法のようにアンモニア
の触媒表面への吸着量が脱硝性能を支配するような非線
形で複雑なプロセスでは、制御用のシュミレーションモ
デルを構築することが困難であり、ステップ応答により
求められる自己回帰モデルによる手法が有効である。
の触媒表面への吸着量が脱硝性能を支配するような非線
形で複雑なプロセスでは、制御用のシュミレーションモ
デルを構築することが困難であり、ステップ応答により
求められる自己回帰モデルによる手法が有効である。
【００１２】次に予測制御装置３０におけるアンモニア
モル比補正信号３１の演算について詳細に説明する。最
初にアンモニアモル比（注入アンモニアモル数／入口Ｎ
Ｏｘモル数）と排煙脱硝設備の出口ＮＯｘ濃度との因果
関係を（１）式の自己回帰モデルで求める。 Ａ（ｚ~ 1）ｙ（ｋ）＝Ｂ（ｚ~ 1）ｕ（ｋ−１）……………………（１）
モル比補正信号３１の演算について詳細に説明する。最
初にアンモニアモル比（注入アンモニアモル数／入口Ｎ
Ｏｘモル数）と排煙脱硝設備の出口ＮＯｘ濃度との因果
関係を（１）式の自己回帰モデルで求める。 Ａ（ｚ~ 1）ｙ（ｋ）＝Ｂ（ｚ~ 1）ｕ（ｋ−１）……………………（１）
【００１３】
【数１】
【００１４】
【数２】
【００１５】
【数３】
【００１６】 ｕ（ｋ−１），・ ・ ・ ・，ｕ（ｋ−ｎ）……………………………（１０） ｙ（ｋ），・ ・ ・ ・ ・ ・，ｙ（ｋ−ｎ）……………………………（１１） 次に（１２）式の評価関数を考える。
【００１７】
【数４】
【００１８】ここで、 Ｒ：設定値 ｈ：重み係数 Ｍ：予測サンプリング数 である。
【００１９】（１２）式を最小にする解は（１３）式で
与えられる。
与えられる。
【００２０】
【数５】
【００２１】このようにして（１３）式よりアンモニア
モル比補正信号３１が求められる。次にファジイ演算器
を説明する。負荷要求信号５０と微粉炭ミル起動停止指
令信号５１を入力し以下のファジイ演算を行う。制御ル
ールの前件部としては、負荷要求信号５０と微粉炭ミル
起動停止指令信号５１を信号処理し、負荷変化率と微粉
炭ミル起動停止指令後の経過時間とする。即ち、ｋ時刻
点における負荷要求信号をｘ（ｋ）、微粉炭ミル起動停
止指令後の経過時間をｚ（ｋ）とすると、負荷変化率信
号Δｘ（ｋ）は次式となる。
モル比補正信号３１が求められる。次にファジイ演算器
を説明する。負荷要求信号５０と微粉炭ミル起動停止指
令信号５１を入力し以下のファジイ演算を行う。制御ル
ールの前件部としては、負荷要求信号５０と微粉炭ミル
起動停止指令信号５１を信号処理し、負荷変化率と微粉
炭ミル起動停止指令後の経過時間とする。即ち、ｋ時刻
点における負荷要求信号をｘ（ｋ）、微粉炭ミル起動停
止指令後の経過時間をｚ（ｋ）とすると、負荷変化率信
号Δｘ（ｋ）は次式となる。
【００２２】 Δｘ（ｋ）＝（ｘ（ｋ）−ｘ（ｋ−１））・Ｓｘ…………………（１４） ここでＳｘはスケーリングファクタである。
【００２３】同様にｚ（ｋ）についてもスケーリングを
行う。
行う。
【００２４】 ｚ´（ｋ）＝ｚ（ｋ）・Ｓｚ…………………………………………（１５） 図２は本発明の実施の形態のメンバシップ関数の例を示
す図表である。
す図表である。
【００２５】本図においてファジイ変数を分割するファ
ジイ集合の数は以下のような１３個であり、これらの集
合にそれぞれラベルを付加する。ラベルは−６から１つ
刻みに＋６までの整数で表す。
ジイ集合の数は以下のような１３個であり、これらの集
合にそれぞれラベルを付加する。ラベルは−６から１つ
刻みに＋６までの整数で表す。
【００２６】 ｛−６，・・・，−１，０，１，・・・，６｝＝ ｛NAL,NVL,NL,NM,NS,NVS,ZE,PVS,PS,PM,PL,PVL,PAL｝……………（１６） ここで、 ＮＡＬ：Negative Absolutely Large ＮＶＬ：Negative Very Large ＮＬ ：Negative Very ＮＭ ：Negative Medium ＮＳ ：Negative Small ＮＶＳ：Negative Very Small ＺＥ ：Zero ＰＶＳ：Positive Very Small ＰＳ ：Positive Small ＰＭ ：Positive Medium ＰＬ ：Positive Large ＰＶＬ：Positive Very Large ＰＡＬ：Positive Absolutely Large である。
【００２７】図３は本発明の実施の形態のアンモニア注
入モル比を定めるルールを示す図表である。
入モル比を定めるルールを示す図表である。
【００２８】本図に示すように横方向の数列は負荷変化
率信号Δｘ（ｋ）であり、縦方向の数列は微粉炭ミル起
動停止指令後の経過時間をｚ´（ｋ）についてスケーリ
ングを行ったものである。この数表からΔｘ（ｋ）とｚ
´（ｋ）の状況により公知のＭｉｎ−Ｍａｘ重心法を用
いてアンモニア注入モル比Ｈ（ｋ）を求める。求められ
たアンモニア注入モル比Ｈ（ｋ）に制御ゲインＫを乗算
して制御入力ｕ´を得る。
率信号Δｘ（ｋ）であり、縦方向の数列は微粉炭ミル起
動停止指令後の経過時間をｚ´（ｋ）についてスケーリ
ングを行ったものである。この数表からΔｘ（ｋ）とｚ
´（ｋ）の状況により公知のＭｉｎ−Ｍａｘ重心法を用
いてアンモニア注入モル比Ｈ（ｋ）を求める。求められ
たアンモニア注入モル比Ｈ（ｋ）に制御ゲインＫを乗算
して制御入力ｕ´を得る。
【００２９】 ｕ´（ｋ）＝Ｋ・Ｈ（ｋ）…………………………………………（１７） この制御入力ｕ´により動的先行モル比信号５３が与え
られる。
られる。
【００３０】予測された出口ＮＯｘ濃度に基づいて定め
られたアンモニアモル比補正信号３１により必要モル比
信号１３が補正され予測的にアンモニアモル比が確定す
る。アンモニアモル比補正信号３１は加算器１４ａへ図
４と同様に定められた必要モル比信号１３と共に入力さ
れ先行値モル比信号３２が出力される。先行値モル比信
号３２と動的先行モル比信号５３が加算器１４ｂへ入力
され全モル比信号１６が出力される。全モル比信号１６
は乗算器７ｂで入口ＮＯｘ量信号２１と乗算され、アン
モニア流量要求信号１９が出力される。全モル比と入口
ＮＯｘ量の乗算により要求されるアンモニア流量は得ら
れる。図４に示す従来技術ではアンモニア流量を動的先
行値により補正し、本実施の形態ではアンモニアモル比
を動的先行モル比により補正した後に全モル比と入口Ｎ
Ｏｘ量からアンモニア流量を得ているが両者の間に基本
的な相違は無い。本実施の形態のようにアンモニアモル
比の段階で動的先行補正する方がファジイ演算ルールを
定める上で容易となる。アンモニア流量要求信号１９と
アンモニア流量計６からのアンモニア流量信号４１を引
算器８ｃへ入力し、偏差信号４２を求めて調節計１２ｂ
でＰＩＤ等の制御処理を行い、制御信号４３をアンモニ
ア流量調節弁２０へ出力してアンモニア注入量を制御
し、排煙脱硝設備出口ＮＯｘ濃度を所定値に抑制する。
られたアンモニアモル比補正信号３１により必要モル比
信号１３が補正され予測的にアンモニアモル比が確定す
る。アンモニアモル比補正信号３１は加算器１４ａへ図
４と同様に定められた必要モル比信号１３と共に入力さ
れ先行値モル比信号３２が出力される。先行値モル比信
号３２と動的先行モル比信号５３が加算器１４ｂへ入力
され全モル比信号１６が出力される。全モル比信号１６
は乗算器７ｂで入口ＮＯｘ量信号２１と乗算され、アン
モニア流量要求信号１９が出力される。全モル比と入口
ＮＯｘ量の乗算により要求されるアンモニア流量は得ら
れる。図４に示す従来技術ではアンモニア流量を動的先
行値により補正し、本実施の形態ではアンモニアモル比
を動的先行モル比により補正した後に全モル比と入口Ｎ
Ｏｘ量からアンモニア流量を得ているが両者の間に基本
的な相違は無い。本実施の形態のようにアンモニアモル
比の段階で動的先行補正する方がファジイ演算ルールを
定める上で容易となる。アンモニア流量要求信号１９と
アンモニア流量計６からのアンモニア流量信号４１を引
算器８ｃへ入力し、偏差信号４２を求めて調節計１２ｂ
でＰＩＤ等の制御処理を行い、制御信号４３をアンモニ
ア流量調節弁２０へ出力してアンモニア注入量を制御
し、排煙脱硝設備出口ＮＯｘ濃度を所定値に抑制する。
【００３１】このように本実施の形態の制御装置は、必
要モル比信号１３、アンモニアモル比補正信号３１、動
的先行モル比信号５３を組み合わせたものであり、必要
モル比信号１３は制御入力のベースを与えアンモニアモ
ル比補正信号３１は出口ＮＯｘ濃度設定値に対するフィ
ードバック補正であり、動的先行モル比信号５３は微粉
炭ミル起動停止に伴う排煙脱硝設備入口ＮＯｘ濃度のピ
ークを補償する。
要モル比信号１３、アンモニアモル比補正信号３１、動
的先行モル比信号５３を組み合わせたものであり、必要
モル比信号１３は制御入力のベースを与えアンモニアモ
ル比補正信号３１は出口ＮＯｘ濃度設定値に対するフィ
ードバック補正であり、動的先行モル比信号５３は微粉
炭ミル起動停止に伴う排煙脱硝設備入口ＮＯｘ濃度のピ
ークを補償する。
【００３２】従って現時点より１，２，・ ・ ・Ｍサンプ
リング数後の将来の排煙脱硝設備出口ＮＯｘ濃度を予測
してアンモニア注入量をフィードバック補正すると共
に、微粉炭ミル起動停止により排煙脱硝設備入口ＮＯｘ
濃度のステップ状の急激な変化に対してはフィードフォ
ワードファジイにより滑らかにアンモニア注入量を先行
制御し、脱硝反応の大きな遅れを補償して高速負荷変動
時にもアンモニア注入量制御の追従性を高めることがで
きる。
リング数後の将来の排煙脱硝設備出口ＮＯｘ濃度を予測
してアンモニア注入量をフィードバック補正すると共
に、微粉炭ミル起動停止により排煙脱硝設備入口ＮＯｘ
濃度のステップ状の急激な変化に対してはフィードフォ
ワードファジイにより滑らかにアンモニア注入量を先行
制御し、脱硝反応の大きな遅れを補償して高速負荷変動
時にもアンモニア注入量制御の追従性を高めることがで
きる。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、過去のアンモニアモル
比と排煙脱硝設備出口ＮＯｘ濃度との因果関係を同定し
た自己回帰モデルにより将来の排煙脱硝設備出口ＮＯｘ
濃度を予測してモル比を補正し、排煙脱硝設備入口ＮＯ
ｘ濃度のステップ状の急激な変化に対してはフィードフ
ォワードファジイによりアンモニア注入量を制御するこ
とにより、脱硝反応の大きな遅れを補償して高速負荷変
動時にもアンモニア注入量制御の追従性を高めて排煙脱
硝設備出口ＮＯｘ濃度を所定の値に抑制すると同時にリ
ークアンモニア、アンモニア消費量の増加を防止する効
果が得られる。
比と排煙脱硝設備出口ＮＯｘ濃度との因果関係を同定し
た自己回帰モデルにより将来の排煙脱硝設備出口ＮＯｘ
濃度を予測してモル比を補正し、排煙脱硝設備入口ＮＯ
ｘ濃度のステップ状の急激な変化に対してはフィードフ
ォワードファジイによりアンモニア注入量を制御するこ
とにより、脱硝反応の大きな遅れを補償して高速負荷変
動時にもアンモニア注入量制御の追従性を高めて排煙脱
硝設備出口ＮＯｘ濃度を所定の値に抑制すると同時にリ
ークアンモニア、アンモニア消費量の増加を防止する効
果が得られる。
【図１】本発明の実施の形態の排煙脱硝設備アンモニア
注入量制御装置の構成を示すブロック図である。
注入量制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態のファジイ演算器メンバシ
ップ関数例を示す図表である。
ップ関数例を示す図表である。
【図３】本発明の実施の形態のアンモニア注入モル比を
定めるルールを示す図表である。
定めるルールを示す図表である。
【図４】従来のアンモニア注入量制御装置の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
１ 排ガス流量計 ２ 入口ＮＯｘ濃度計 ３ 出口ＮＯｘ濃度設定器 ４ 出口ＮＯｘ濃度計 ６ アンモニア流量計 ７ 乗算器 ７ａ 乗算器 ７ｂ 乗算器 ８ａ 引算器 ８ｂ 引算器 ８ｃ 引算器 ９ 割算器 １０ 必要脱硝率信号 １１ 関数発生器 １２ａ 調節計 １２ｂ 調節計 １３ 必要モル比信号 １４ａ 加算器 １４ｂ 加算器 １５ フィードバックモル比信号 １６ 全モル比信号 １７ 微分器 １８ 二階微分器 １９ アンモニア流量要求信号 ２０ アンモニア流量調節弁 ２１ 入口ＮＯｘ量信号 ２２ 必要アンモニア流量信号 ３０ 予測制御装置 ３１ アンモニアモル比補正信号 ３２ 先行値モル比信号 ３３ 排ガス流量信号 ３４ 入口ＮＯｘ濃度信号 ３５ 出口ＮＯｘ濃度設定信号 ３６ 出口ＮＯｘ濃度信号 ３７ 偏差信号 ３８ 負荷要求信号 ３９ 負荷一階微分信号 ４０ 負荷二階微分信号 ４１ アンモニア流量信号 ４２ 偏差信号 ４３ 制御信号 ５０ 負荷要求信号 ５１ 微粉炭ミル起動停止指令信号 ５２ ファジイ演算器 ５３ 動的先行モル比信号
Claims (2)
- 【請求項１】 アンモニア接触還元法による排煙脱硝設
備の入口ＮＯｘ濃度と出口ＮＯｘ濃度設定値を入力しア
ンモニア必要モル比を演算するアンモニア必要モル比演
算手段と、 前記出口ＮＯｘ濃度設定値と前記排煙脱硝設備の出口Ｎ
Ｏｘ濃度とアンモニア注入量を入力し、過去のアンモニ
アモル比と排煙脱硝設備出口ＮＯｘ濃度との因果関係を
有する自己回帰モデルにより将来の排煙脱硝設備出口Ｎ
Ｏｘ濃度を予測し、予測した排煙脱硝設備出口ＮＯｘ濃
度を用いてアンモニアモル比補正信号を出力する予測制
御手段と、 前記アンモニア必要モル比と該アンモニアモル比補正信
号を入力し先行値アンモニアモル比を出力する先行値ア
ンモニアモル演算手段と、 負荷要求信号と微粉炭ミル起動停止指令信号を入力して
入口ＮＯｘ濃度のピークを補償する動的先行モル比信号
をファジイ演算するファジイ制御手段と、 前記先行値アンモニアモル比を該動的先行モル比信号に
より補正しアンモニア全モル比を出力する全モル比演算
手段と、 該アンモニア全モル比と入口ＮＯｘ量を入力し必要アン
モニア量を演算する必要アンモニア量演算手段と、 該必要アンモニア量と注入アンモニアフィードバック値
を入力し注入アンモニア量調整弁制御量を出力する注入
アンモニア量制御手段とを有することを特徴とする排煙
脱硝設備のアンモニア注入量制御装置。 - 【請求項２】 アンモニア接触還元法による排煙脱硝設
備の入口ＮＯｘ濃度と出口ＮＯｘ濃度設定値を入力して
アンモニア必要モル比を演算し、 前記出口ＮＯｘ濃度設定値と前記排煙脱硝設備の出口Ｎ
Ｏｘ濃度とアンモニア注入量を入力して過去のアンモニ
アモル比と排煙脱硝設備出口ＮＯｘ濃度との因果関係を
有する自己回帰モデルにより将来の排煙脱硝設備出口Ｎ
Ｏｘ濃度を予測し、予測した排煙脱硝設備出口ＮＯｘ濃
度を用いてアンモニアモル比補正信号を出力し、 前記アンモニア必要モル比と該アンモニアモル比補正信
号を入力して先行値アンモニアモル比を出力し、 負荷要求信号と微粉炭ミル起動停止指令信号を入力して
入口ＮＯｘ濃度のピークを補償する動的先行モル比信号
をファジイ演算し、 前記先行値アンモニアモル比を該動的先行モル比信号に
より補正してアンモニア全モル比を出力し、 該アンモニア全モル比と入口ＮＯｘ量を入力して必要ア
ンモニア量を演算し、 該必要アンモニア量と注入アンモニアフィードバック値
を入力して注入アンモニア量調整弁制御量を出力するこ
とを特徴とする排煙脱硝設備のアンモニア注入量制御方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00158296A JP3653599B2 (ja) | 1996-01-09 | 1996-01-09 | 排煙脱硝設備のアンモニア注入量制御装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00158296A JP3653599B2 (ja) | 1996-01-09 | 1996-01-09 | 排煙脱硝設備のアンモニア注入量制御装置及び方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09187625A true JPH09187625A (ja) | 1997-07-22 |
| JP3653599B2 JP3653599B2 (ja) | 2005-05-25 |
Family
ID=11505521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00158296A Expired - Fee Related JP3653599B2 (ja) | 1996-01-09 | 1996-01-09 | 排煙脱硝設備のアンモニア注入量制御装置及び方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3653599B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005169331A (ja) * | 2003-12-15 | 2005-06-30 | Jfe Engineering Kk | 脱硝制御方法及びそのプログラム |
| JP2010127475A (ja) * | 2008-11-25 | 2010-06-10 | Takuma Co Ltd | 燃焼炉の燃焼制御システムおよびその燃焼制御方法 |
| JP5087140B2 (ja) * | 2008-07-07 | 2012-11-28 | 本田技研工業株式会社 | 制御装置 |
| CN105561785A (zh) * | 2015-12-16 | 2016-05-11 | 中国船舶重工集团公司第七一一研究所 | 基于双map图的脱硝系统尿素溶液喷射控制方法 |
| CN113578007A (zh) * | 2021-08-10 | 2021-11-02 | 浙江浩普智能科技有限公司 | 一种基于分区喷氨的燃煤烟气scr脱硝调控系统及方法 |
-
1996
- 1996-01-09 JP JP00158296A patent/JP3653599B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005169331A (ja) * | 2003-12-15 | 2005-06-30 | Jfe Engineering Kk | 脱硝制御方法及びそのプログラム |
| JP5087140B2 (ja) * | 2008-07-07 | 2012-11-28 | 本田技研工業株式会社 | 制御装置 |
| US8738269B2 (en) | 2008-07-07 | 2014-05-27 | Honda Motor Co., Ltd. | Controller |
| JP2010127475A (ja) * | 2008-11-25 | 2010-06-10 | Takuma Co Ltd | 燃焼炉の燃焼制御システムおよびその燃焼制御方法 |
| CN105561785A (zh) * | 2015-12-16 | 2016-05-11 | 中国船舶重工集团公司第七一一研究所 | 基于双map图的脱硝系统尿素溶液喷射控制方法 |
| CN113578007A (zh) * | 2021-08-10 | 2021-11-02 | 浙江浩普智能科技有限公司 | 一种基于分区喷氨的燃煤烟气scr脱硝调控系统及方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3653599B2 (ja) | 2005-05-25 |
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