JPH10249145A - 排煙脱硫装置の吸収塔循環ポンプ台数制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 必要以上に噴霧される吸収液の量を最小限に
抑えて消費電力の無駄を抑制しつつ、所望の脱硫性能を
確保し得る排煙脱硫装置の吸収塔循環ポンプ台数制御方
法を提供する。 【解決手段】 ボイラ負荷指令２７の変化に応じて循環
ポンプ３の運転台数を目標台数に制御すると共に、吸収
塔出口ＳＯ₂濃度３１が予め設定された上限値以上とな
った場合、或いはボイラ負荷目標値２８が現在のボイラ
負荷指令２７と比較して設定幅以上に増加する増負荷時
には、循環ポンプ３を追起動して循環ポンプ３の運転台
数を増加させる一方、非増負荷時において吸収塔出口Ｓ
Ｏ₂濃度３１が予め設定された下限値以下となった場合
には、停止可能な循環ポンプ３を停止して循環ポンプ３
の運転台数を減少させるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排煙脱硫装置の吸
収塔循環ポンプ台数制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、吸収剤として石灰（石灰石、消石
灰又は生石灰）を用いた排煙脱硫装置は、一般に図５に
示されるように、下部に形成された液溜り部１の吸収液
２を、複数台（図の例では十台）の循環ポンプ３の作動
により、上部に配設されたスプレーノズル４から噴霧し
て循環させると共に、図示していないボイラから供給さ
れる排ガスを前記スプレーノズル４から噴霧された吸収
液２と接触せしめた後排出させる吸収塔５の前記液溜り
部１に、酸化用の空気を供給する酸化空気ブロワ６を接
続すると共に、液溜り部１内の吸収液２を撹拌する撹拌
機７を設け、後述する母液タンク２５から供給される吸
収液２３とサイロ８から供給される石灰９を混練して吸
収剤スラリー１０を生成し且つ該吸収剤スラリー１０を
前記吸収塔５の液溜り部１に供給するための吸収剤スラ
リーピット１１を設け、前記吸収塔５の底部から吸収液
２の一部を抜き出してカセイソーダ等の中和剤１２と混
合撹拌する中和タンク１３を設け、該中和タンク１３か
ら抽出された吸収液１４を濃縮せしめるシックナ１５を
設け、該シックナ１５で濃縮された吸収液１６が供給さ
れ該吸収液１６を撹拌する石膏分離機供給タンク１７を
設け、該石膏分離機供給タンク１７から抽出される吸収
液１６を脱水し石膏１９を生成するための石膏分離機２
０を設け、該石膏分離機２０で脱水された水２１が供給
され該水２１の一部を前記シックナ１５へ供給するため
の濾液ピット２２を設け、更に、前記シックナ１５から
上澄みの吸収液２３が供給され該吸収液２３の一部を排
水処理装置２４と吸収剤スラリーピット１１へ供給し且
つ残りを前記吸収塔５の液溜り部１へ送るための母液タ
ンク２５を設けてなる構成を有している。

【０００３】尚、図５中、１８は吸収塔５へ適宜補給さ
れる補給水、２６は吸収剤スラリー１０を吸収塔５へ供
給するための吸収剤スラリーポンプである。

【０００４】前述の如き排煙脱硫装置の場合、吸収液２
が循環ポンプ３の作動により循環しており、吸収塔５に
送り込まれた排ガスは、スプレーノズル４から噴霧され
る吸収液２と接触することにより、ＳＯ₂（硫黄酸化
物）が吸収除去された後、外部へ排出される。

【０００５】一方、前記排ガスからＳＯ₂を吸収した吸
収液２の一部は、吸収塔５の液溜り部１の底部から中和
タンク１３へ供給され、該中和タンク１３において中和
剤１２と混合撹拌され、該混合撹拌された吸収液１４が
シックナ１５へ送られ、該シックナ１５において濃縮さ
れ、該濃縮された吸収液１６が石膏分離機供給タンク１
７を経て石膏分離機２０へ送られ、該石膏分離機２０に
おいて水分が除去され石膏１９が生成される。

【０００６】前記石膏分離機２０で脱水された水２１
は、濾液ピット２２を経て前記シックナ１５へ戻され、
又、該シックナ１５における前記吸収液１４の濃縮時に
出る上澄みの吸収液２３は、母液タンク２５を経て排水
処理装置２４と吸収剤スラリーピット１１へ供給される
と共に、前記吸収塔５の液溜り部１へ送られる。

【０００７】前記吸収剤スラリーピット１１へ供給され
た吸収液２３は、該吸収剤スラリーピット１１において
サイロ８から供給される石灰９と混練され、吸収剤スラ
リー１０として吸収剤スラリーポンプ２６の作動により
前記吸収塔５の液溜り部１に供給される。

【０００８】前記排水処理装置２４へ送られた吸収液２
３は、排水処理装置２４の硝化菌の作用により有害な窒
素化合物が分解され、且つＣＯＤ（化学的酸素要求量）
で表わされる還元性物質が前記排水処理装置２４の高分
子材料からなる吸着樹脂により吸着された後、外部へ排
出される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
如き従来の排煙脱硫装置においては、循環ポンプ３の運
転台数は、ボイラ負荷指令（発電機出力指令）［ＭＷ］
とは無関係に、脱硫性能に余裕を見込んだ台数として略
一定に制御されており、必要以上に噴霧される吸収液２
の量が多くなって消費電力も嵩み無駄が多くなるという
欠点を有していた。

【００１０】本発明は、斯かる実情に鑑み、必要以上に
噴霧される吸収液の量を最小限に抑えて消費電力の無駄
を抑制しつつ、所望の脱硫性能を確保し得る排煙脱硫装
置の吸収塔循環ポンプ台数制御方法を提供しようとする
ものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、吸収剤として
石灰を用いた吸収液を複数台の循環ポンプの作動により
噴霧して循環させつつ排ガスと接触せしめて排ガス中の
ＳＯ₂を吸収除去し該排ガスと接触せしめた吸収液に酸
化空気を吹き込む吸収塔を備えた排煙脱硫装置の吸収塔
循環ポンプ台数制御方法であって、ボイラ負荷指令の変
化に応じて循環ポンプの運転台数を目標台数に制御する
と共に、吸収塔出口ＳＯ₂濃度が予め設定された上限値
以上となった場合、或いはボイラ負荷目標値が現在のボ
イラ負荷指令と比較して設定幅以上に増加する増負荷時
には、循環ポンプを追起動して循環ポンプの運転台数を
増加させる一方、非増負荷時において吸収塔出口ＳＯ₂
濃度が予め設定された下限値以下となった場合には、停
止可能な循環ポンプを停止して循環ポンプの運転台数を
減少させることを特徴とする排煙脱硫装置の吸収塔循環
ポンプ台数制御方法にかかるものである。

【００１２】前記排煙脱硫装置の吸収塔循環ポンプ台数
制御方法においては、循環ポンプを追起動した際に、そ
れに合わせて所定時間、吸収塔に吹き込む酸化空気の量
を一時的に増加させると共に、吸収塔へ供給する石灰の
量を一時的に増加させることが有効である。

【００１３】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。

【００１４】ボイラの起動から停止に致るまでの排煙脱
硫装置の運転時には、基本的には、ボイラ負荷指令の変
化に応じて循環ポンプの運転台数が目標台数に制御され
ると共に、吸収塔出口ＳＯ₂濃度が予め設定された上限
値以上となった場合、或いはボイラ負荷目標値が現在の
ボイラ負荷指令と比較して設定幅以上に増加する増負荷
時には、循環ポンプが追起動されて循環ポンプの運転台
数が増加され、吸収液の循環量が増えて排ガスとの接触
が多くなり、吸収塔出口ＳＯ₂濃度が上限値以下に抑え
られる一方、非増負荷時において吸収塔出口ＳＯ₂濃度
が予め設定された下限値以下となった場合には、停止可
能な循環ポンプが停止されて循環ポンプの運転台数が減
少され、吸収液の循環量が必要最小限に抑えられ、吸収
塔出口ＳＯ₂濃度が下限値から上限値までの範囲内に保
持される。

【００１５】前記循環ポンプが追起動された際に、それ
に合わせて所定時間、吸収塔に吹き込む酸化空気の量を
一時的に増加させると共に、吸収塔へ供給する石灰の量
を一時的に増加させると、吸収塔出口ＳＯ₂濃度がより
確実に上限値以下に保持されることとなる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
例と共に説明する。

【００１７】図１〜図４は本発明を実施する形態の一例
であって、図中、図５と同一の符号を付した部分は同一
物を表わしており、基本的な構成は図５に示す従来のも
のと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図
１〜図４に示す如く、ボイラ負荷指令２７の変化に応じ
て循環ポンプ３の運転台数４２を目標台数４０に制御す
ると共に、吸収塔出口ＳＯ₂濃度３１が予め設定された
上限値以上となった場合、或いはボイラ負荷目標値２８
が現在のボイラ負荷指令２７と比較して設定幅以上に増
加する増負荷時には、循環ポンプ３を追起動して循環ポ
ンプ３の運転台数４２を増加させる一方、非増負荷時に
おいて吸収塔出口ＳＯ₂濃度３１が予め設定された下限
値以下となった場合には、停止可能な循環ポンプ３を停
止して循環ポンプ３の運転台数４２を減少させるように
し、更に、循環ポンプ３を追起動した際には、それに合
わせて所定時間（Ｔ［ｍｉｎ］）、吸収塔５に吹き込む
酸化空気の量を一時的に増加させると共に、吸収剤スラ
リー１０として吸収塔５へ供給する石灰９の量を一時的
に増加させるようにした点にある。

【００１８】前記ボイラ負荷指令２７は、図２に示す如
く、ボイラ制御装置２９において設定されるボイラ負荷
目標値２８の変化率を変化率制限器３２で設定値以下の
範囲内に制限する処理を行うことによって得られるもの
であり、該ボイラ負荷指令２７は、ユニットマスタ制御
系へ出力されると共に、脱硫制御装置３３の減算器３４
と関数発生器３５へ出力されるようになっている。

【００１９】前記脱硫制御装置３３においては、前記ボ
イラ制御装置２９から出力されるボイラ負荷目標値２８
とボイラ負荷指令２７とが減算器３４へ入力され、該減
算器３４においてボイラ負荷目標値２８とボイラ負荷指
令２７との差が求められてボイラ負荷偏差信号３６がシ
グナルモニタスイッチ３７へ出力され、前記ボイラ負荷
偏差信号３６が設定幅（例えば２０［ＭＷ］）以上の場
合にはシングルフリップフロップ３８がセットされて信
号３９が出力され、増負荷時として認識される一方、前
記ボイラ負荷偏差信号３６が減少して前記設定幅より小
さい幅（例えば５［ＭＷ］）以下となった場合にはシン
グルフリップフロップ３８がリセットされて信号３９の
出力が停止され、非増負荷時として認識されるようにな
っている。

【００２０】又、前記脱硫制御装置３３の関数発生器３
５には、図３に示す如く、ボイラ負荷指令２７の増減に
対応させて循環ポンプ３の目標台数４０を段階的に増減
させる関数が入力されており、該関数発生器３５におい
ては、ボイラ負荷指令２７に基づき循環ポンプ３の目標
台数４０が求められて減算器４１へ出力され、該減算器
４１において前記関数発生器３５から出力される循環ポ
ンプ３の目標台数４０と現状の運転台数４２との差が求
められて台数偏差信号４３がシグナルモニタスイッチ４
４へ出力され、該シグナルモニタスイッチ４４からは前
記台数偏差信号４３が０より大、即ち前記循環ポンプ３
の目標台数４０の方が現状の運転台数４２より大きいと
きのみ“ＯＮ”の信号４５が出力されるようになってい
る。

【００２１】前記シグナルモニタスイッチ４４から出力
される信号４５と、前記増負荷時にシングルフリップフ
ロップ３８から出力される信号３９は、ＡＮＤ回路４６
へ入力され、両信号４５，３９の論理積信号４７がシン
グルフリップフロップ４８へ出力され、該シングルフリ
ップフロップ４８は、増負荷時であって且つ前記循環ポ
ンプ３の目標台数４０の方が現状の運転台数４２より大
きいときのみセットされて信号４９がパルス発生器５０
を介してパルス信号５１としてＯＲ回路５２へ出力さ
れ、該ＯＲ回路５２から出力される論理和信号５３が
“ＯＮ”となったときに、循環ポンプ３を追起動して循
環ポンプ３の運転台数を増加させ、更に、それに合わせ
て所定時間、吸収塔５に吹き込む酸化空気の量を一時的
に増加させると共に、吸収剤スラリー１０として吸収塔
５へ供給する石灰９の量を一時的に増加させるようにな
っている。尚、前記シングルフリップフロップ４８は、
それ自身から出力される信号４９をタイマ５４を介して
所要時間（例えば１２０［ｓｅｃ］程度）経過後に入力
することによりリセットされて信号４９の出力が停止さ
れるようになっている。

【００２２】前記脱硫制御装置３３には、吸収塔出口Ｓ
Ｏ₂濃度検出器３０によって検出された吸収塔出口ＳＯ₂
濃度３１も入力されており、該吸収塔出口ＳＯ₂濃度３
１が予め設定された上限値（例えば６５［ｐｐｍ］程
度）以上となった場合にシングルフリップフロップ５５
がセットされて、信号５６がパルス発生器５７を介して
パルス信号５８としてＯＲ回路５２へ出力され、該ＯＲ
回路５２から出力される論理和信号５３が“ＯＮ”とな
ったときに、循環ポンプ３を追起動して循環ポンプ３の
運転台数を増加させ、更に、それに合わせて所定時間、
吸収塔５に吹き込む酸化空気の量を一時的に増加させる
と共に、吸収剤スラリー１０として吸収塔５へ供給する
石灰９の量を一時的に増加させるようになっている。
尚、前記シングルフリップフロップ５５は、前記吸収塔
出口ＳＯ₂濃度検出器３０によって検出された吸収塔出
口ＳＯ₂濃度３１が前記上限値より若干低い設定値（例
えば６２［ｐｐｍ］程度）以下となった場合にリセット
されて信号５６の出力が停止されるようになっている。

【００２３】一方、前記増負荷時にシングルフリップフ
ロップ３８から出力される信号３９は、ＮＯＴ回路５９
とタイマ６０を介してＡＮＤ回路６１へ入力されるよう
になっており、即ち、増負荷の状態が終了して非増負荷
時となった後、前記タイマ６０で設定された時間（Ｔ’
［ｍｉｎ］）経過すると“ＯＮ”の信号６２がＡＮＤ回
路６１へ入力されるようになっており、且つ、前記ＡＮ
Ｄ回路６１には、前記吸収塔出口ＳＯ₂濃度検出器３０
によって検出された吸収塔出口ＳＯ₂濃度３１が予め設
定された下限値（例えば４０［ｐｐｍ］程度）以下とな
った場合に信号６３が入力されるようになっており、前
記ＡＮＤ回路６１から出力される論理積信号６４が“Ｏ
Ｎ”となったときに、循環ポンプ３の最適運転台数を計
算し停止可能な循環ポンプ３があれば、該停止可能な循
環ポンプ３を停止して循環ポンプ３の運転台数を減少さ
せるようになっている。

【００２４】尚、前記循環ポンプ３の起動・停止は、図
１に示す如く、脱硫制御装置３３から出力される循環ポ
ンプ制御信号６５によって制御されるようにしてある。

【００２５】又、前記酸化空気の量については、図１に
示す如く、酸化空気ブロワ６の吸込側に、吸収塔５へ供
給される酸化空気の流量を調整する流量調整ダンパ６６
を設け、酸化空気ブロワ６の吐出側に、吸収塔５へ供給
される酸化空気の流量を検出し且つ該酸化空気の流量が
前記脱硫制御装置３３からの出力信号６７と合致するよ
う流量調整ダンパ６６へ開度指令信号６８を出力する流
量指示調節計６９を設けることにより、制御されるよう
にしてある。

【００２６】更に又、前記石灰９の量については、図１
に示す如く、吸収剤スラリーポンプ２６の吸込側に、吸
収塔５へ供給される吸収剤スラリー１０の流量を調整す
る流量調整弁７０を設け、吸収剤スラリーポンプ２６の
吐出側に、吸収塔５へ供給される吸収剤スラリー１０の
流量を検出し且つ該吸収剤スラリー１０の流量が前記脱
硫制御装置３３からの出力信号７１と合致するよう流量
調整弁７０へ開度指令信号７２を出力する流量指示調節
計７３を設けることにより、制御されるようにしてあ
る。

【００２７】次に、上記図示例の作動を説明する。

【００２８】ボイラの起動から停止に致るまでの排煙脱
硫装置の運転時には、基本的には、ボイラ負荷指令２７
の変化に応じて循環ポンプ３の運転台数４２が、脱硫制
御装置３３の関数発生器３５に設定された目標台数４０
に制御されると共に、吸収塔出口ＳＯ₂濃度検出器３０
で検出される吸収塔出口ＳＯ₂濃度３１が予め設定され
た上限値以上となった場合、或いはボイラ負荷目標値２
８が現在のボイラ負荷指令２７と比較して設定幅以上に
増加する増負荷時には、脱硫制御装置３３から出力され
る循環ポンプ制御信号６５により、循環ポンプ３が追起
動されて循環ポンプ３の運転台数４２が増加され、吸収
液２の循環量が増えて排ガスとの接触が多くなり、吸収
塔出口ＳＯ₂濃度３１が上限値以下に抑えられる。

【００２９】ここで、前記循環ポンプ３が追起動された
際には、脱硫制御装置３３から流量指示調節計６９へ出
力される出力信号６７に基づき、吸収塔５へ供給される
酸化空気の流量が前記脱硫制御装置３３からの出力信号
６７と合致するよう流量指示調節計６９から流量調整ダ
ンパ６６へ開度指令信号６８が出力され、所定時間（Ｔ
［ｍｉｎ］）、吸収塔５に吹き込む酸化空気の量が一時
的に増加されると共に、脱硫制御装置３３から流量指示
調節計７３へ出力される出力信号７１に基づき、吸収塔
５へ供給される吸収剤スラリー１０の流量が前記脱硫制
御装置３３からの出力信号７１と合致するよう流量指示
調節計７３から流量調整弁７０へ開度指令信号７２が出
力され、所定時間（Ｔ［ｍｉｎ］）、吸収剤スラリー１
０として吸収塔５へ供給する石灰９の量が一時的に増加
され、吸収塔出口ＳＯ₂濃度３１がより確実に上限値以
下に保持されることとなる。

【００３０】一方、非増負荷時において吸収塔出口ＳＯ
₂濃度検出器３０で検出される吸収塔出口ＳＯ₂濃度３１
が予め設定された下限値以下となった場合には、脱硫制
御装置３３から出力される循環ポンプ制御信号６５によ
り、停止可能な循環ポンプ３が停止されて循環ポンプ３
の運転台数４２が減少され、吸収液２の循環量が必要最
小限に抑えられ、吸収塔出口ＳＯ₂濃度３１が下限値か
ら上限値までの範囲内に保持される。

【００３１】尚、前記排煙脱硫装置の運転時におけるボ
イラ負荷指令２７と循環ポンプ３の運転台数と酸化空気
量と石灰９の量と吸収塔出口ＳＯ₂濃度３１との関係を
図示すると、例えば、図４に示すようになる。

【００３２】こうして、必要以上に噴霧される吸収液２
の量を最小限に抑えて消費電力の無駄を抑制しつつ、所
望の脱硫性能を確保し得る。

【００３３】尚、本発明の排煙脱硫装置の吸収塔循環ポ
ンプ台数制御方法は、上述の図示例にのみ限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において
種々変更を加え得ることは勿論である。

【００３４】

【発明の効果】以上、説明したように本発明の排煙脱硫
装置の吸収塔循環ポンプ台数制御方法によれば、必要以
上に噴霧される吸収液の量を最小限に抑えて消費電力の
無駄を抑制しつつ、所望の脱硫性能を確保し得るという
優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する形態の一例の全体概要構成図
である。

【図２】図１に示す脱硫制御装置の詳細を表わすブロッ
ク図である。

【図３】図２に示す関数発生器に設定されている関数を
表わす線図である。

【図４】本発明を実施する形態の一例において、ボイラ
負荷指令と循環ポンプの運転台数と酸化空気量と石灰の
量と吸収塔出口ＳＯ₂濃度との関係を表わす線図であ
る。

【図５】従来例の全体概要構成図である。

【符号の説明】

２ 吸収液 ３ 循環ポンプ ５ 吸収塔 ９ 石灰 ２７ ボイラ負荷指令 ２８ ボイラ負荷目標値 ３１ 吸収塔出口ＳＯ₂濃度 ３３ 脱硫制御装置 ４０ 目標台数 ４２ 運転台数

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 訓 東京都江東区豊洲三丁目２番16号 石川島 播磨重工業株式会社豊洲総合事務所内 (72)発明者 黒▲崎▼ 政治 東京都江東区豊洲三丁目２番16号 石川島 播磨重工業株式会社豊洲総合事務所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸収剤として石灰を用いた吸収液を複数
   台の循環ポンプの作動により噴霧して循環させつつ排ガ
   スと接触せしめて排ガス中のＳＯ₂を吸収除去し該排ガ
   スと接触せしめた吸収液に酸化空気を吹き込む吸収塔を
   備えた排煙脱硫装置の吸収塔循環ポンプ台数制御方法で
   あって、 ボイラ負荷指令の変化に応じて循環ポンプの運転台数を
   目標台数に制御すると共に、吸収塔出口ＳＯ₂濃度が予
   め設定された上限値以上となった場合、或いはボイラ負
   荷目標値が現在のボイラ負荷指令と比較して設定幅以上
   に増加する増負荷時には、循環ポンプを追起動して循環
   ポンプの運転台数を増加させる一方、非増負荷時におい
   て吸収塔出口ＳＯ₂濃度が予め設定された下限値以下と
   なった場合には、停止可能な循環ポンプを停止して循環
   ポンプの運転台数を減少させることを特徴とする排煙脱
   硫装置の吸収塔循環ポンプ台数制御方法。
2. 【請求項２】 循環ポンプを追起動した際に、それに合
   わせて所定時間、吸収塔に吹き込む酸化空気の量を一時
   的に増加させると共に、吸収塔へ供給する石灰の量を一
   時的に増加させる請求項１記載の排煙脱硫装置の吸収塔
   循環ポンプ台数制御方法。