JPH11267451A - 脱硝装置のアンモニア注入量制御方法 - Google Patents
脱硝装置のアンモニア注入量制御方法Info
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- JPH11267451A JPH11267451A JP10077867A JP7786798A JPH11267451A JP H11267451 A JPH11267451 A JP H11267451A JP 10077867 A JP10077867 A JP 10077867A JP 7786798 A JP7786798 A JP 7786798A JP H11267451 A JPH11267451 A JP H11267451A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 適正なアンモニア注入量を求めることによ
り、脱硝出口ＮＯｘ濃度を常に所要値以下に保ち、リー
クアンモニア量を０とする。 【解決手段】 排ガス流量、排ガス温度、入口ＮＯｘ濃
度および出口ＮＯｘ濃度目標値を用いて、脱硝・吸着反
応動特性の逆モデルを解くことにより、アンモニア吸着
量およびアンモニア注入量を求める。排ガス流量、排ガ
ス温度、入口ＮＯｘ濃度およびアンモニア注入量を用い
て出口ＮＯｘ濃度予測値をシミュレーション計算し、得
られた出口ＮＯｘ濃度予測値と出口ＮＯｘ濃度目標値と
を比較して求めた補正値により補正アンモニア注入量を
求める。逆モデルを解くことにより得られたアンモニア
注入量計算値とシミュレーション計算により得られたア
ンモニア注入量補正値とを加えたものをアンモニア注入
量ＦＦ信号とし、これを用いてフィードフォワード制御
により脱硝装置のアンモニア注入量制御を行う。
り、脱硝出口ＮＯｘ濃度を常に所要値以下に保ち、リー
クアンモニア量を０とする。 【解決手段】 排ガス流量、排ガス温度、入口ＮＯｘ濃
度および出口ＮＯｘ濃度目標値を用いて、脱硝・吸着反
応動特性の逆モデルを解くことにより、アンモニア吸着
量およびアンモニア注入量を求める。排ガス流量、排ガ
ス温度、入口ＮＯｘ濃度およびアンモニア注入量を用い
て出口ＮＯｘ濃度予測値をシミュレーション計算し、得
られた出口ＮＯｘ濃度予測値と出口ＮＯｘ濃度目標値と
を比較して求めた補正値により補正アンモニア注入量を
求める。逆モデルを解くことにより得られたアンモニア
注入量計算値とシミュレーション計算により得られたア
ンモニア注入量補正値とを加えたものをアンモニア注入
量ＦＦ信号とし、これを用いてフィードフォワード制御
により脱硝装置のアンモニア注入量制御を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ガスタービンの
出口に設けられて排ガス中のＮＯｘを除去する脱硝装置
において、還元剤であるアンモニアを先行注入するに際
し、アンモニア注入量の適正値を確保するための制御方
法に関する。
出口に設けられて排ガス中のＮＯｘを除去する脱硝装置
において、還元剤であるアンモニアを先行注入するに際
し、アンモニア注入量の適正値を確保するための制御方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンから排出されるＮＯｘ量
は、起動・停止の過程や負荷変動によって過渡的に大き
く変動するものであり、他方、脱硝装置は、脱硝・吸着
反応という化学反応特有の非線形性・動特性をもってい
る。また、ＮＯｘ量を計測するＮＯｘ濃度分析計は、検
出遅れ・サンプリングによるむだ時間を有している。そ
のため、脱硝出口ＮＯｘ濃度計測値のフィードバックに
よる制御は技術的に困難である。
は、起動・停止の過程や負荷変動によって過渡的に大き
く変動するものであり、他方、脱硝装置は、脱硝・吸着
反応という化学反応特有の非線形性・動特性をもってい
る。また、ＮＯｘ量を計測するＮＯｘ濃度分析計は、検
出遅れ・サンプリングによるむだ時間を有している。そ
のため、脱硝出口ＮＯｘ濃度計測値のフィードバックに
よる制御は技術的に困難である。
【０００３】したがって、従来の脱硝装置のアンモニア
注入量制御方法としては、ガスタービン出口の予測ＮＯ
ｘ流量と脱硝出口の目標ＮＯｘ流量とから計算される脱
硝率に基づいて、予め設定されたアンモニアモル比（ア
ンモニア量／ＮＯｘ量）をテーブルから取り出し、アン
モニアモル比と予測ＮＯｘ流量との積により必要なアン
モニア注入量を求め、その信号を負荷変化信号などで補
正するフィードフォワード制御を主体とし、これとフィ
ードバック制御との組み合わせにより、アンモニア注入
量を求めるというものが一般的であった。
注入量制御方法としては、ガスタービン出口の予測ＮＯ
ｘ流量と脱硝出口の目標ＮＯｘ流量とから計算される脱
硝率に基づいて、予め設定されたアンモニアモル比（ア
ンモニア量／ＮＯｘ量）をテーブルから取り出し、アン
モニアモル比と予測ＮＯｘ流量との積により必要なアン
モニア注入量を求め、その信号を負荷変化信号などで補
正するフィードフォワード制御を主体とし、これとフィ
ードバック制御との組み合わせにより、アンモニア注入
量を求めるというものが一般的であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の脱硝装置の
アンモニア注入量制御方法は、脱硝・吸着反応という化
学反応特有の非線形性・動特性を考慮しないものであ
り、起動・停止の過程や負荷変動によってガスタービン
から排出されるＮＯｘ量が過渡的に大きく変動する場
合、たとえば起動時において排ガス温度が低温（２５０
℃以下）となる場合には、脱硝装置の時定数（アンモニ
ア注入ステップ応答送れ時間）が大きいために、脱硝出
口濃度を常に所要値（数ｐｐｍ）以下に保つことが難し
いという問題があった。また、脱硝出口濃度を所要値以
下に保とうとすることにより、反応せずに棄てられるリ
ークアンモニア量が多くなるという問題もあった。しか
も、フィードフォワード制御により求められたアンモニ
ア注入量が適正でないため、フィードバック制御がハン
チングを起こすという問題もあった。
アンモニア注入量制御方法は、脱硝・吸着反応という化
学反応特有の非線形性・動特性を考慮しないものであ
り、起動・停止の過程や負荷変動によってガスタービン
から排出されるＮＯｘ量が過渡的に大きく変動する場
合、たとえば起動時において排ガス温度が低温（２５０
℃以下）となる場合には、脱硝装置の時定数（アンモニ
ア注入ステップ応答送れ時間）が大きいために、脱硝出
口濃度を常に所要値（数ｐｐｍ）以下に保つことが難し
いという問題があった。また、脱硝出口濃度を所要値以
下に保とうとすることにより、反応せずに棄てられるリ
ークアンモニア量が多くなるという問題もあった。しか
も、フィードフォワード制御により求められたアンモニ
ア注入量が適正でないため、フィードバック制御がハン
チングを起こすという問題もあった。
【０００５】この発明の目的は、適正なアンモニア注入
量を求めることにより、脱硝出口ＮＯｘ濃度を常に所要
値以下に保つことができるとともに、リークアンモニア
量はほとんど０とすることができる脱硝装置のアンモニ
ア注入量制御方法を提供することにある。
量を求めることにより、脱硝出口ＮＯｘ濃度を常に所要
値以下に保つことができるとともに、リークアンモニア
量はほとんど０とすることができる脱硝装置のアンモニ
ア注入量制御方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】第１の発明による脱硝装
置のアンモニア注入量制御方法は、脱硝装置における排
ガス流量、排ガス温度、入口ＮＯｘ濃度および出口ＮＯ
ｘ濃度目標値を用いて、同装置の脱硝・吸着反応動特性
の逆モデルを解くことにより、必要なアンモニア吸着量
およびアンモニア注入量を求め、フィードフォワード制
御により脱硝装置のアンモニア注入量制御を行うことを
特徴とするものである。
置のアンモニア注入量制御方法は、脱硝装置における排
ガス流量、排ガス温度、入口ＮＯｘ濃度および出口ＮＯ
ｘ濃度目標値を用いて、同装置の脱硝・吸着反応動特性
の逆モデルを解くことにより、必要なアンモニア吸着量
およびアンモニア注入量を求め、フィードフォワード制
御により脱硝装置のアンモニア注入量制御を行うことを
特徴とするものである。
【０００７】第２の発明による脱硝装置のアンモニア注
入量制御方法は、脱硝装置における排ガス流量、排ガス
温度、入口ＮＯｘ濃度および計算されたアンモニア注入
量を用いて出口ＮＯｘ濃度予測値をシミュレーション計
算し、得られた出口ＮＯｘ濃度予測値と出口ＮＯｘ濃度
目標値とを比較して求めた補正値により補正アンモニア
注入量を求め、フィードフォワード制御により脱硝装置
のアンモニア注入量制御を行うことを特徴とするもので
ある。ここで、求められた補正アンモニア注入量は、ア
ンモニア注入量フィードフォワード信号として制御装置
に向けて出力されるとともに、次のステップのシミュレ
ーション計算のための「計算されたアンモニア注入量」
として使用される。
入量制御方法は、脱硝装置における排ガス流量、排ガス
温度、入口ＮＯｘ濃度および計算されたアンモニア注入
量を用いて出口ＮＯｘ濃度予測値をシミュレーション計
算し、得られた出口ＮＯｘ濃度予測値と出口ＮＯｘ濃度
目標値とを比較して求めた補正値により補正アンモニア
注入量を求め、フィードフォワード制御により脱硝装置
のアンモニア注入量制御を行うことを特徴とするもので
ある。ここで、求められた補正アンモニア注入量は、ア
ンモニア注入量フィードフォワード信号として制御装置
に向けて出力されるとともに、次のステップのシミュレ
ーション計算のための「計算されたアンモニア注入量」
として使用される。
【０００８】脱硝装置の入口ＮＯｘ濃度としては、ガス
タービンのプロセス量から計算される入口ＮＯｘ濃度予
測値、脱硝装置入口に設けられたＮＯｘ濃度分析計によ
る入口ＮＯｘ濃度計測値または入口ＮＯｘ濃度予測値お
よび入口ＮＯｘ濃度計測値の両方を用いて求めた入口Ｎ
Ｏｘ濃度補正値が、脱硝装置の仕様に応じて適宜使用さ
れる。
タービンのプロセス量から計算される入口ＮＯｘ濃度予
測値、脱硝装置入口に設けられたＮＯｘ濃度分析計によ
る入口ＮＯｘ濃度計測値または入口ＮＯｘ濃度予測値お
よび入口ＮＯｘ濃度計測値の両方を用いて求めた入口Ｎ
Ｏｘ濃度補正値が、脱硝装置の仕様に応じて適宜使用さ
れる。
【０００９】第１および第２の発明は、それぞれ単独で
行ってもよく、また、第３の発明として、これらを組み
合わせ、制御精度をより向上させることもできる。組み
合わせる場合には、第１の発明に基づいて脱硝・吸着反
応動特性の逆モデルを解いて求められるアンモニア注入
量と第２の発明により求められる補正アンモニア注入量
とを加えればよい。
行ってもよく、また、第３の発明として、これらを組み
合わせ、制御精度をより向上させることもできる。組み
合わせる場合には、第１の発明に基づいて脱硝・吸着反
応動特性の逆モデルを解いて求められるアンモニア注入
量と第２の発明により求められる補正アンモニア注入量
とを加えればよい。
【００１０】上記第１〜第３の発明において、ガスター
ビンの定常運転時には、アンモニア注入量を出口ＮＯｘ
濃度計測値と出口ＮＯｘ濃度目標値との偏差で補正する
フィードバック制御を合わせて行うことが好ましい。
ビンの定常運転時には、アンモニア注入量を出口ＮＯｘ
濃度計測値と出口ＮＯｘ濃度目標値との偏差で補正する
フィードバック制御を合わせて行うことが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を、以下図
面を参照して説明する。
面を参照して説明する。
【００１２】図１は、この発明のアンモニア注入量制御
方法が使用される脱硝プロセスのフローを示している。
同図において、圧縮機(2) および燃焼器(3) によって駆
動されるガスタービン(1) の出口に、排熱回収ボイラ用
排ガス脱硝装置(4) が設けられている。この排ガス脱硝
装置(4) においては、ガスタービン(1) の排ガス中に含
まれるＮＯｘとアンモニア注入グリッド(5) から注入さ
れたアンモニアとが、脱硝触媒(6) の存在下で反応して
窒素と水とになって煙突(7) から排出されるとともに、
これらに未反応のＮＯｘとアンモニアとが随伴する。脱
硝装置(4) 入口および出口には、それぞれＮＯｘ濃度分
析計(8)(9)が設けられている。アンモニアは、後述する
制御方法に基づいた制御を行う制御装置(10)によりコン
トロールされており、アンモニア発生装置(11)で得られ
たものが圧力調整弁(12)および流量調整弁(13)などによ
りその流量を制御されて混合器(14)に至り、ここでファ
ン(15)および流量調整弁(16)を介して導入された希釈用
空気と混合されて、アンモニア注入グリッド(5) に送ら
れている。
方法が使用される脱硝プロセスのフローを示している。
同図において、圧縮機(2) および燃焼器(3) によって駆
動されるガスタービン(1) の出口に、排熱回収ボイラ用
排ガス脱硝装置(4) が設けられている。この排ガス脱硝
装置(4) においては、ガスタービン(1) の排ガス中に含
まれるＮＯｘとアンモニア注入グリッド(5) から注入さ
れたアンモニアとが、脱硝触媒(6) の存在下で反応して
窒素と水とになって煙突(7) から排出されるとともに、
これらに未反応のＮＯｘとアンモニアとが随伴する。脱
硝装置(4) 入口および出口には、それぞれＮＯｘ濃度分
析計(8)(9)が設けられている。アンモニアは、後述する
制御方法に基づいた制御を行う制御装置(10)によりコン
トロールされており、アンモニア発生装置(11)で得られ
たものが圧力調整弁(12)および流量調整弁(13)などによ
りその流量を制御されて混合器(14)に至り、ここでファ
ン(15)および流量調整弁(16)を介して導入された希釈用
空気と混合されて、アンモニア注入グリッド(5) に送ら
れている。
【００１３】図２は、アンモニア注入量制御系のブロッ
ク図を示している。アンモニア注入量制御系は、入口Ｎ
Ｏｘ濃度計測値および入口ＮＯｘ濃度予測値に基づいて
入口ＮＯｘ濃度予測値を補正する入口ＮＯｘ濃度演算部
(21)と、アンモニア吸着量・アンモニア注入量計算ブロ
ック(22)、出口ＮＯｘ濃度補正ブロック(23)およびシミ
ュレーションブロック(24)を備えたアンモニア注入量制
御系フィードフォワード部（以下ＦＦ部という。）と、
出口ＮＯｘ濃度比較ブロック(25)を備えたアンモニア注
入量制御系フィードバック部（以下ＦＢ部という。）と
から構成されている。
ク図を示している。アンモニア注入量制御系は、入口Ｎ
Ｏｘ濃度計測値および入口ＮＯｘ濃度予測値に基づいて
入口ＮＯｘ濃度予測値を補正する入口ＮＯｘ濃度演算部
(21)と、アンモニア吸着量・アンモニア注入量計算ブロ
ック(22)、出口ＮＯｘ濃度補正ブロック(23)およびシミ
ュレーションブロック(24)を備えたアンモニア注入量制
御系フィードフォワード部（以下ＦＦ部という。）と、
出口ＮＯｘ濃度比較ブロック(25)を備えたアンモニア注
入量制御系フィードバック部（以下ＦＢ部という。）と
から構成されている。
【００１４】入口ＮＯｘ濃度演算部(21)は、フィードフ
ォワード制御で使用される入口ＮＯｘ濃度の予測値を実
際の入口ＮＯｘ濃度に近い値として求める部分である。
ＦＦ部は、タービンの起動時、停止時および定常運転時
のアンモニア注入量を脱硝プロセスモデルに基づいたフ
ィードフォワード演算で決定するものである。また、Ｆ
Ｂ部は、タービンの定常運転時に、脱硝出口ＮＯｘ濃度
をフィードバックしてフィードフォワード制御を補正す
るものであり、ガスタービン(1) の起動時および停止時
には、フィードバック制御は実施されないようになって
いる。
ォワード制御で使用される入口ＮＯｘ濃度の予測値を実
際の入口ＮＯｘ濃度に近い値として求める部分である。
ＦＦ部は、タービンの起動時、停止時および定常運転時
のアンモニア注入量を脱硝プロセスモデルに基づいたフ
ィードフォワード演算で決定するものである。また、Ｆ
Ｂ部は、タービンの定常運転時に、脱硝出口ＮＯｘ濃度
をフィードバックしてフィードフォワード制御を補正す
るものであり、ガスタービン(1) の起動時および停止時
には、フィードバック制御は実施されないようになって
いる。
【００１５】まず、図３を参照して、入口ＮＯｘ濃度演
算部(21)の詳細を説明する。
算部(21)の詳細を説明する。
【００１６】入口ＮＯｘ濃度演算部(21)は、入口ＮＯｘ
濃度予測値ｑを修正する修正信号ｎを出力する予測濃度
修正ブロック(31)と、入口ＮＯｘ濃度演算部(21)で得ら
れた入口ＮＯｘ濃度補正信号ｐをＮＯｘ濃度分析計(8)
の特性に基づいて処理して出力信号ｒを出力する計測系
特性ブロック(32)と、入口ＮＯｘ濃度分析計(8) の入口
ＮＯｘ濃度計測値ｍと計測系特性ブロック(32)からの出
力信号ｒとの差を求めてこれを誤差信号として予測濃度
修正ブロック(31)に出力する減算器(33)と、予測濃度修
正ブロック(31)からの修正信号ｎと入口ＮＯｘ濃度予測
値ｑとの和を求めてこれを補正信号ｐとして出力する加
算器(34)とを備えたフィードバック回路である。
濃度予測値ｑを修正する修正信号ｎを出力する予測濃度
修正ブロック(31)と、入口ＮＯｘ濃度演算部(21)で得ら
れた入口ＮＯｘ濃度補正信号ｐをＮＯｘ濃度分析計(8)
の特性に基づいて処理して出力信号ｒを出力する計測系
特性ブロック(32)と、入口ＮＯｘ濃度分析計(8) の入口
ＮＯｘ濃度計測値ｍと計測系特性ブロック(32)からの出
力信号ｒとの差を求めてこれを誤差信号として予測濃度
修正ブロック(31)に出力する減算器(33)と、予測濃度修
正ブロック(31)からの修正信号ｎと入口ＮＯｘ濃度予測
値ｑとの和を求めてこれを補正信号ｐとして出力する加
算器(34)とを備えたフィードバック回路である。
【００１７】入口ＮＯｘ濃度分析計(8) は、時間遅れお
よびむだ時間を有しており、その特性は、伝達関数Ｇ
（ｓ）＝ｅ−Ｌ・ｓ／（１＋Ｔ・ｓ）によって表すこと
ができる。ここで、Ｌは計測システムのむだ時間で、Ｔ
は計測システムの遅れ時間である。
よびむだ時間を有しており、その特性は、伝達関数Ｇ
（ｓ）＝ｅ−Ｌ・ｓ／（１＋Ｔ・ｓ）によって表すこと
ができる。ここで、Ｌは計測システムのむだ時間で、Ｔ
は計測システムの遅れ時間である。
【００１８】これに対応して、計測系特性ブロック(32)
は、伝達関数 Ｇ（ｓ）＝ｅ−Ｌ′・ｓ／（１＋Ｔ′・ｓ）の特性をも
つものとされている。ここで、むだ時間係数Ｌ′および
遅れ時間係数Ｔ′は、実システムの係数の推測値であ
る。ＮＯｘ濃度分析計(8) の特性は、たとえばそのメー
カーによって異なるものであるが、どのメーカーのＮＯ
ｘ濃度分析計(8) を用いても、その特性に計測系特性ブ
ロック(32)を合わせることで、柔軟な対応が可能であ
る。
は、伝達関数 Ｇ（ｓ）＝ｅ−Ｌ′・ｓ／（１＋Ｔ′・ｓ）の特性をも
つものとされている。ここで、むだ時間係数Ｌ′および
遅れ時間係数Ｔ′は、実システムの係数の推測値であ
る。ＮＯｘ濃度分析計(8) の特性は、たとえばそのメー
カーによって異なるものであるが、どのメーカーのＮＯ
ｘ濃度分析計(8) を用いても、その特性に計測系特性ブ
ロック(32)を合わせることで、柔軟な対応が可能であ
る。
【００１９】予測濃度修正ブロック(31)は、たとえば、
その伝達関数がＫｐである単純な比例ゲインで表され
る。このＫｐを十分大きくすることによって、誤差信号
を０にすることができれば、入口実ＮＯｘ濃度ｋと入口
ＮＯｘ濃度補正信号ｐとが等しくなり、この原理で入口
実ＮＯｘ濃度ｋを推定することができる。すなわち、比
例ゲインＫｐが十分大きければ、入口ＮＯｘ濃度予測値
ｑは、修正信号ｎに比べて小さいので無視することがで
きるから、システム全体の伝達関数は、分析計(8) の入
力をラプラス変換したものをｋ（ｓ）、補正信号ｐをラ
プラス変換したものをｐ（ｓ）として、 で表すことができる。したがって、ＬとＬ′とがほぼ等
しくかつＴとＴ′とがほぼ等しい場合、システム全体と
しては、近似的に、伝達関数 で表される特性をもつこととなる。なお、Ｋｐを大きく
すればするほど、入口実ＮＯｘ濃度ｋと入口ＮＯｘ濃度
補正信号ｐとがよく一致する。
その伝達関数がＫｐである単純な比例ゲインで表され
る。このＫｐを十分大きくすることによって、誤差信号
を０にすることができれば、入口実ＮＯｘ濃度ｋと入口
ＮＯｘ濃度補正信号ｐとが等しくなり、この原理で入口
実ＮＯｘ濃度ｋを推定することができる。すなわち、比
例ゲインＫｐが十分大きければ、入口ＮＯｘ濃度予測値
ｑは、修正信号ｎに比べて小さいので無視することがで
きるから、システム全体の伝達関数は、分析計(8) の入
力をラプラス変換したものをｋ（ｓ）、補正信号ｐをラ
プラス変換したものをｐ（ｓ）として、 で表すことができる。したがって、ＬとＬ′とがほぼ等
しくかつＴとＴ′とがほぼ等しい場合、システム全体と
しては、近似的に、伝達関数 で表される特性をもつこととなる。なお、Ｋｐを大きく
すればするほど、入口実ＮＯｘ濃度ｋと入口ＮＯｘ濃度
補正信号ｐとがよく一致する。
【００２０】こうして、入口ＮＯｘ濃度分析計(8) の計
測値ｍと計測系特性ブロック(32)からの出力信号ｒとの
差である誤差信号をほぼ０とすることにより、入口実Ｎ
Ｏｘ濃度ｋに等しくなった入口ＮＯｘ濃度補正信号ｐ
は、ＦＦ部に出力される。なお、定常運転時には、入口
ＮＯｘ濃度分析計(8) の計測値ｍを入口ＮＯｘ濃度補正
信号ｐとして使用してもよい。
測値ｍと計測系特性ブロック(32)からの出力信号ｒとの
差である誤差信号をほぼ０とすることにより、入口実Ｎ
Ｏｘ濃度ｋに等しくなった入口ＮＯｘ濃度補正信号ｐ
は、ＦＦ部に出力される。なお、定常運転時には、入口
ＮＯｘ濃度分析計(8) の計測値ｍを入口ＮＯｘ濃度補正
信号ｐとして使用してもよい。
【００２１】なお、予測濃度修正ブロック(31)において
は、伝達関数をＫｐとした比例処理に代えて、比例処理
と積分処理とを合わせて行うようにしてもよい。
は、伝達関数をＫｐとした比例処理に代えて、比例処理
と積分処理とを合わせて行うようにしてもよい。
【００２２】次いで、ＦＦ部について詳述する。
【００２３】同部のアンモニア吸着量・アンモニア注入
量計算ブロック(22)は、排ガス流量・排ガス温度、入口
ＮＯｘ濃度および出口ＮＯｘ濃度目標値を入力値とし
て、アンモニア吸着量およびアンモニア注入量を求める
部分である。また、同部の出口ＮＯｘ濃度補正ブロック
(23)は、出口ＮＯｘ濃度目標値および出口ＮＯｘ濃度予
測値を入力値として、アンモニア注入量補正値を求める
部分である。アンモニア吸着量・アンモニア注入量計算
ブロック(22)で得られたアンモニア注入量計算値と出口
ＮＯｘ濃度補正ブロック(23)で得られたアンモニア注入
量補正値とが加算器(26)で足し合わされ、得られたアン
モニア注入量がアンモニア注入量ＦＦ信号として出力さ
れる。また、同部のシミュレーションブロック(24)は、
排ガス流量・排ガス温度およびアンモニア注入量ＦＦ信
号を入力値として、出口ＮＯｘ濃度補正ブロック(23)に
入力される出口ＮＯｘ濃度予測値を出力する部分であ
る。
量計算ブロック(22)は、排ガス流量・排ガス温度、入口
ＮＯｘ濃度および出口ＮＯｘ濃度目標値を入力値とし
て、アンモニア吸着量およびアンモニア注入量を求める
部分である。また、同部の出口ＮＯｘ濃度補正ブロック
(23)は、出口ＮＯｘ濃度目標値および出口ＮＯｘ濃度予
測値を入力値として、アンモニア注入量補正値を求める
部分である。アンモニア吸着量・アンモニア注入量計算
ブロック(22)で得られたアンモニア注入量計算値と出口
ＮＯｘ濃度補正ブロック(23)で得られたアンモニア注入
量補正値とが加算器(26)で足し合わされ、得られたアン
モニア注入量がアンモニア注入量ＦＦ信号として出力さ
れる。また、同部のシミュレーションブロック(24)は、
排ガス流量・排ガス温度およびアンモニア注入量ＦＦ信
号を入力値として、出口ＮＯｘ濃度補正ブロック(23)に
入力される出口ＮＯｘ濃度予測値を出力する部分であ
る。
【００２４】ＦＦ部における演算は、脱硝プロセスがも
っている脱硝・吸着反応という化学反応特有の非線形性
・動特性に基づいて行われている。すなわち、脱硝プロ
セスは、ＮＨ3 の層流境膜拡散マスバランス（ＡＳ）、
ＮＯｘの層流境膜拡散マスバランス（ＮＳ）、気相ＮＨ
3 マスバランス、気相ＮＯｘマスバランスおよびアンモ
ニア吸着量マスバランスからなる複雑な分布定数系シス
テムであるが、その特性を以下のように集中定数化して
考える。
っている脱硝・吸着反応という化学反応特有の非線形性
・動特性に基づいて行われている。すなわち、脱硝プロ
セスは、ＮＨ3 の層流境膜拡散マスバランス（ＡＳ）、
ＮＯｘの層流境膜拡散マスバランス（ＮＳ）、気相ＮＨ
3 マスバランス、気相ＮＯｘマスバランスおよびアンモ
ニア吸着量マスバランスからなる複雑な分布定数系シス
テムであるが、その特性を以下のように集中定数化して
考える。
【００２５】 （１）ＮＨ3 の層流境膜拡散マスバランス ＡＳ＝（ＡＫ・ＡＢ）／｛Ｋ３（Ｐ−Ａ＊）＋Ｋ４・εＡ＋ＡＫ｝ …（１） （２）ＮＯｘの層流境膜拡散マスバランス ＮＳ＝（ＮＫ・ＮＢ＋Ｋ４・εＮ・ＡＳ）／（Ｋ１・Ａ＊＋ＮＫ） …（２） （３）気相ＮＨ3 マスバランス ｄＡＢ／ｄＳ＝ＡＳ｛−Ｋ３（Ｐ−Ａ＊）−Ｋ４・εＡ｝／Ｆ …（３） （４）気相ＮＯｘマスバランス ｄＮＢ／ｄＳ＝（−Ｋ１・ＮＳ・Ａ＊＋Ｋ４・εＮ・ＡＳ）／Ｆ …（４） （５）アンモニア吸着量マスバランス ｄＡ＊／ｄｔ＝Ａ＊（−Ｋ１・Ｎav−Ｋ３・Ａav）＋Ｐ・Ｋ３・Ａav…（５） 上記（１）から（５）までの式において、ＡＢ：気相Ｎ
Ｈ3 濃度（ｐｐｍ）、ＮＢ：気相ＮＯｘ濃度（ｐｐ
ｍ）、ＡＳ：触媒表面付近の気相ＮＨ3 濃度（ｐｐ
ｍ）、ＮＳ：触媒表面付近の気相ＮＯｘ濃度（ｐｐ
ｍ）、Ａav：ＡＳの平均値、Ｎav：ＮＳの平均値、Ａ
＊：ＮＨ3 吸着量（ｃｃ／ｍ2 ）、Ｐ：複合サイト量＝
触媒に吸着され得るＮＨ3 の最大値（ｃｃ／ｍ2 ）、Ｋ
１，Ｋ３，Ｋ４：各種比例定数（速度定数）、εＡ，ε
Ｎ：ＮＨ3 燃焼速度補正係数、Ｆ：排ガス流量、ＡＫ，
ＮＫ：境膜物質移動係数（ｍ3 ／ｍ2 ｈ）、ｔ：時間の
パラメータ、Ｓ：触媒表面積のパラメータをそれぞれ表
している。なお、ＡＢ、ＮＢ、ＡＳおよびＮＳは、それ
ぞれＳ（したがって後述のλ）の関数である。
Ｈ3 濃度（ｐｐｍ）、ＮＢ：気相ＮＯｘ濃度（ｐｐ
ｍ）、ＡＳ：触媒表面付近の気相ＮＨ3 濃度（ｐｐ
ｍ）、ＮＳ：触媒表面付近の気相ＮＯｘ濃度（ｐｐ
ｍ）、Ａav：ＡＳの平均値、Ｎav：ＮＳの平均値、Ａ
＊：ＮＨ3 吸着量（ｃｃ／ｍ2 ）、Ｐ：複合サイト量＝
触媒に吸着され得るＮＨ3 の最大値（ｃｃ／ｍ2 ）、Ｋ
１，Ｋ３，Ｋ４：各種比例定数（速度定数）、εＡ，ε
Ｎ：ＮＨ3 燃焼速度補正係数、Ｆ：排ガス流量、ＡＫ，
ＮＫ：境膜物質移動係数（ｍ3 ／ｍ2 ｈ）、ｔ：時間の
パラメータ、Ｓ：触媒表面積のパラメータをそれぞれ表
している。なお、ＡＢ、ＮＢ、ＡＳおよびＮＳは、それ
ぞれＳ（したがって後述のλ）の関数である。
【００２６】そして、アンモニア吸着量・アンモニア注
入量計算を行うときには、アンモニア燃焼項の影響を無
視することとし、Ｋ４＝０とする。このとき、式（４）
および式（２）より、λ＝Ｓ／Ｆ、Ｋre＝Ｋ１・ＮＫ・
Ａ＊／（Ｋ１・Ａ＊＋ＮＫ）として、 ｄＮＢ（λ）／ｄλ ＝−｛Ｋ１・ＮＫ・Ａ＊／（Ｋ１・Ａ＊＋ＮＫ）｝・ＮＢ（λ） ＝−Ｋre・ＮＢ（λ） が得られ、この微分方程式を解くことにより、 ＮＢ（λ）＝ＮＢ（０）・ｅｘｐ（−Ｋre・λ） …（６） が得られる。
入量計算を行うときには、アンモニア燃焼項の影響を無
視することとし、Ｋ４＝０とする。このとき、式（４）
および式（２）より、λ＝Ｓ／Ｆ、Ｋre＝Ｋ１・ＮＫ・
Ａ＊／（Ｋ１・Ａ＊＋ＮＫ）として、 ｄＮＢ（λ）／ｄλ ＝−｛Ｋ１・ＮＫ・Ａ＊／（Ｋ１・Ａ＊＋ＮＫ）｝・ＮＢ（λ） ＝−Ｋre・ＮＢ（λ） が得られ、この微分方程式を解くことにより、 ＮＢ（λ）＝ＮＢ（０）・ｅｘｐ（−Ｋre・λ） …（６） が得られる。
【００２７】同様に、式（３）および式（１）より、λ
＝Ｓ／Ｆ、Ｋad＝Ｋ３（Ｐ−Ａ＊）・ＡＫ／｛Ｋ３（Ｐ
−Ａ＊）＋ＡＫ｝として、ｄＡＢ（λ）／ｄλ＝−Ｋad
・ＡＢ（λ）が得られ、この微分方程式を解くことによ
り、 ＡＢ（λ）＝ＡＢ（０）・ｅｘｐ（−Ｋad・λ） …（７） が得られる。
＝Ｓ／Ｆ、Ｋad＝Ｋ３（Ｐ−Ａ＊）・ＡＫ／｛Ｋ３（Ｐ
−Ａ＊）＋ＡＫ｝として、ｄＡＢ（λ）／ｄλ＝−Ｋad
・ＡＢ（λ）が得られ、この微分方程式を解くことによ
り、 ＡＢ（λ）＝ＡＢ（０）・ｅｘｐ（−Ｋad・λ） …（７） が得られる。
【００２８】脱硝出口でのλをλend （＝Ｓtotal ／
Ｆ，Ｓtotal は触媒表面積を表す定数）、脱硝出口での
ＮＢをＮＢref とすると、Ａ＊は、式（６）とＫre＝Ｋ
１・ＮＫ・Ａ＊／（Ｋ１・Ａ＊＋ＮＫ）より、アンモニ
ア吸着量Ａ＊は、 Ａ＊＝｛ＮＫ・ｌｎ（ＮＢref ／ＮＢ（０））｝ ／｛Ｋ１・ｌｎ（ＮＢref ／ＮＢ（０））＋Ｋ１・ＮＫ・λend ｝…（８） と求まる。
Ｆ，Ｓtotal は触媒表面積を表す定数）、脱硝出口での
ＮＢをＮＢref とすると、Ａ＊は、式（６）とＫre＝Ｋ
１・ＮＫ・Ａ＊／（Ｋ１・Ａ＊＋ＮＫ）より、アンモニ
ア吸着量Ａ＊は、 Ａ＊＝｛ＮＫ・ｌｎ（ＮＢref ／ＮＢ（０））｝ ／｛Ｋ１・ｌｎ（ＮＢref ／ＮＢ（０））＋Ｋ１・ＮＫ・λend ｝…（８） と求まる。
【００２９】式（２）は、 ＮＳ（λ）＝ＮＫ・ＮＢ（λ）／（Ｋ１・Ａ＊＋ＮＫ） ＝｛Ｋre／（Ｋ１・Ａ＊）｝ＮＢ（λ）と変形され、こ
れと式（６）より、ＮＳの平均値Ｎavは、 Ｎav＝（１／λend ）∫0 λend ＮＳ（λ）ｄλ ＝｛ＮＢ（０）／（λend ・Ｋ１・Ａ＊）｝ ・｛１−ｅｘｐ（Ｋre・λend ）｝ …（９） となる。また、式（５）より、ＡＳの平均値Ａavは、 Ａav＝（Ｋ１・Ｎav・Ａ＊＋ｄＡ＊／ｄｔ）／｛Ｋ３（Ｐ−Ａ＊）｝…（10） と計算できる。ここで、前回のＡ＊＝Ａ＊t-1 と今回の
Ａ＊＝Ａ＊t により、ｄＡ＊／ｄｔ＝（Ａ＊t −Ａ＊
t-1 ）／Δｔが求められる。
れと式（６）より、ＮＳの平均値Ｎavは、 Ｎav＝（１／λend ）∫0 λend ＮＳ（λ）ｄλ ＝｛ＮＢ（０）／（λend ・Ｋ１・Ａ＊）｝ ・｛１−ｅｘｐ（Ｋre・λend ）｝ …（９） となる。また、式（５）より、ＡＳの平均値Ａavは、 Ａav＝（Ｋ１・Ｎav・Ａ＊＋ｄＡ＊／ｄｔ）／｛Ｋ３（Ｐ−Ａ＊）｝…（10） と計算できる。ここで、前回のＡ＊＝Ａ＊t-1 と今回の
Ａ＊＝Ａ＊t により、ｄＡ＊／ｄｔ＝（Ａ＊t −Ａ＊
t-1 ）／Δｔが求められる。
【００３０】一方、式（１）より得られる ＡＳ（λ）＝（ＡＫ・ＡＢ（λ））／｛Ｋ３（Ｐ−Ａ
＊）｝ と式（７）より、Ａav＝（１／λend ）∫0 λend ＡＳ
（λ）ｄλは、 Ａav＝［ＡＢ（０）／｛λend ・Ｋ３（Ｐ−Ａ＊）｝］ ・｛１−ｅｘｐ（Ｋad・λend ）｝ …（11） となる。式（11）と式（10）より、ＡＢ（０）、すなわ
ち、脱硝入口アンモニア濃度が求まる。必要なアンモニ
ア注入量は、ＡＢ（０）・Ｆにより求まる。上記式に基
づいた計算がアンモニア吸着量・アンモニア注入量計算
ブロック(22)において行われることにより、必要なアン
モニア吸着量およびアンモニア注入量が求められる。
＊）｝ と式（７）より、Ａav＝（１／λend ）∫0 λend ＡＳ
（λ）ｄλは、 Ａav＝［ＡＢ（０）／｛λend ・Ｋ３（Ｐ−Ａ＊）｝］ ・｛１−ｅｘｐ（Ｋad・λend ）｝ …（11） となる。式（11）と式（10）より、ＡＢ（０）、すなわ
ち、脱硝入口アンモニア濃度が求まる。必要なアンモニ
ア注入量は、ＡＢ（０）・Ｆにより求まる。上記式に基
づいた計算がアンモニア吸着量・アンモニア注入量計算
ブロック(22)において行われることにより、必要なアン
モニア吸着量およびアンモニア注入量が求められる。
【００３１】シミュレーションブロック(24)は、（１）
から（５）までの式、または、ＮＨ3 の層流境膜拡散マ
スバランス（ＡＳ）、ＮＯｘの層流境膜拡散マスバラン
ス（ＮＳ）、気相ＮＨ3 マスバランス、気相ＮＯｘマス
バランスおよびアンモニア吸着量マスバランスからなる
分布定数による微分方程式をリアルタイムに制御装置(1
0)内部でシミュレーションを実施するものであり、出口
ＮＯｘ濃度補正ブロック(23)は、シミュレーション結果
と出口ＮＯｘ濃度目標値との偏差を計算し、比例処理も
しくは比例および積分処理を行い、アンモニア吸着量・
アンモニア注入量計算ブロック(22)で得られたアンモニ
ア注入量計算値を補正するものである。
から（５）までの式、または、ＮＨ3 の層流境膜拡散マ
スバランス（ＡＳ）、ＮＯｘの層流境膜拡散マスバラン
ス（ＮＳ）、気相ＮＨ3 マスバランス、気相ＮＯｘマス
バランスおよびアンモニア吸着量マスバランスからなる
分布定数による微分方程式をリアルタイムに制御装置(1
0)内部でシミュレーションを実施するものであり、出口
ＮＯｘ濃度補正ブロック(23)は、シミュレーション結果
と出口ＮＯｘ濃度目標値との偏差を計算し、比例処理も
しくは比例および積分処理を行い、アンモニア吸着量・
アンモニア注入量計算ブロック(22)で得られたアンモニ
ア注入量計算値を補正するものである。
【００３２】次いで、図４を参照して、上記計算のフロ
ーチャートを説明する。
ーチャートを説明する。
【００３３】まず、Ａ＊の初期値などが設定されて計算
が開始される（ステップ１）。次いで、出口ＮＯｘ濃度
目標値ＮＢref と入口ＮＯｘ濃度値ＮＢ（０）とが取り
込まれる（ステップ２）。ここで、入口ＮＯｘ濃度値Ｎ
Ｂ（０）は、入口ＮＯｘ濃度演算部(21)において補正信
号ｐとして求められた入口ＮＯｘ濃度補正値である。次
いで、脱硝装置(4) からの排ガス温度Ｔおよび排ガス流
量Ｆが取り込まれる（ステップ３）。次いで、触媒表面
積Ｓtotal と前記排ガス流量Ｆとからλend が求めら
れ、さらに、ＦとＴの関数であるＮＫおよびＡＫと、Ｔ
の関数であるＫ１、Ｋ３およびＰとが求められ、Ｋreお
よびＫadが計算される（ステップ４）。次いで、式
（８）を用いて、必要なアンモニア吸着量Ａ＊が計算さ
れる（ステップ５）。Ａ＊は、このステップ５でのみ更
新される。次いで、式（９）を用いて、触媒表面付近の
気相ＮＯｘ濃度平均値Ｎavが計算される（ステップ
６）。次いで、式（10）を用いて、触媒表面付近の気相
ＮＨ3 濃度平均値Ａavが計算される（ステップ７）。次
いで、式(11)を用いて、入口アンモニア濃度ＡＢ（０）
が計算される（ステップ８）。次いで、入口アンモニア
濃度と排ガス流量との積ＡＢ（０）・Ｆによりアンモニ
ア注入量が計算される（ステップ９）。こうして、アン
モニア注入量設定値を決めるためのアンモニア注入量Ｆ
Ｆ信号が得られる（ステップ１０）。
が開始される（ステップ１）。次いで、出口ＮＯｘ濃度
目標値ＮＢref と入口ＮＯｘ濃度値ＮＢ（０）とが取り
込まれる（ステップ２）。ここで、入口ＮＯｘ濃度値Ｎ
Ｂ（０）は、入口ＮＯｘ濃度演算部(21)において補正信
号ｐとして求められた入口ＮＯｘ濃度補正値である。次
いで、脱硝装置(4) からの排ガス温度Ｔおよび排ガス流
量Ｆが取り込まれる（ステップ３）。次いで、触媒表面
積Ｓtotal と前記排ガス流量Ｆとからλend が求めら
れ、さらに、ＦとＴの関数であるＮＫおよびＡＫと、Ｔ
の関数であるＫ１、Ｋ３およびＰとが求められ、Ｋreお
よびＫadが計算される（ステップ４）。次いで、式
（８）を用いて、必要なアンモニア吸着量Ａ＊が計算さ
れる（ステップ５）。Ａ＊は、このステップ５でのみ更
新される。次いで、式（９）を用いて、触媒表面付近の
気相ＮＯｘ濃度平均値Ｎavが計算される（ステップ
６）。次いで、式（10）を用いて、触媒表面付近の気相
ＮＨ3 濃度平均値Ａavが計算される（ステップ７）。次
いで、式(11)を用いて、入口アンモニア濃度ＡＢ（０）
が計算される（ステップ８）。次いで、入口アンモニア
濃度と排ガス流量との積ＡＢ（０）・Ｆによりアンモニ
ア注入量が計算される（ステップ９）。こうして、アン
モニア注入量設定値を決めるためのアンモニア注入量Ｆ
Ｆ信号が得られる（ステップ１０）。
【００３４】ＦＦ部で得られたアンモニア注入量ＦＦ信
号は、ＦＢ部から出力されたアンモニア注入量ＦＢ信号
と加算器(27)により加算され、アンモニア注入量設定値
として出力される。制御装置(10)のアンモニア流量制御
部では、このアンモニア注入量設定値と実際のアンモニ
ア流量の偏差をとり、ＰＩＤ制御を行い、バルブの開度
を制御する。
号は、ＦＢ部から出力されたアンモニア注入量ＦＢ信号
と加算器(27)により加算され、アンモニア注入量設定値
として出力される。制御装置(10)のアンモニア流量制御
部では、このアンモニア注入量設定値と実際のアンモニ
ア流量の偏差をとり、ＰＩＤ制御を行い、バルブの開度
を制御する。
【００３５】ＦＢ部の出口ＮＯｘ濃度比較ブロック(25)
は、定常運転時に、出口ＮＯｘ濃度目標値と脱硝装置
(4) 出口のＮＯｘ濃度分析計(9) による出口ＮＯｘ濃度
計測値とを比較し、その偏差に基づいた補正信号をアン
モニア注入量ＦＢ信号として出力する部分であり、これ
により、アンモニア注入量がより一層適切に制御され
る。ＦＢ部の制御方式としては、ＰＩＤ制御、Ｉ−ＰＤ
制御、サンプル値ＰＩ制御またはスミスむだ時間補償に
よるフィードバック制御などの適宜な方式が採用され
る。
は、定常運転時に、出口ＮＯｘ濃度目標値と脱硝装置
(4) 出口のＮＯｘ濃度分析計(9) による出口ＮＯｘ濃度
計測値とを比較し、その偏差に基づいた補正信号をアン
モニア注入量ＦＢ信号として出力する部分であり、これ
により、アンモニア注入量がより一層適切に制御され
る。ＦＢ部の制御方式としては、ＰＩＤ制御、Ｉ−ＰＤ
制御、サンプル値ＰＩ制御またはスミスむだ時間補償に
よるフィードバック制御などの適宜な方式が採用され
る。
【００３６】図５は、この発明の制御方法による制御結
果（シミュレーション）を示している。同図において、
脱硝入口ＮＯｘ濃度は、１１０分を経過したところあた
りから増加し、１５０分経過までに２回のピークをもっ
ているが、これに対して、脱硝入口ＮＨ3 濃度は、脱硝
入口ＮＯｘ濃度増加開始以前の１００分経過時に１次ピ
ークを示し、さらに、脱硝入口ＮＯｘ濃度１次ピーク以
前の１２０分経過時に２次ピークを示し、また、脱硝入
口ＮＯｘ濃度２次ピークとほぼ同時期に、３次ピークを
示している。そして、脱硝入口ＮＯｘ濃度が減少してほ
ぼ一定値で推移する時には、脱硝入口ＮＨ3 濃度もほぼ
一定値で推移する。この結果、脱硝入口ＮＯｘ濃度の大
幅な変動にかかわらず、脱硝出口ＮＯｘ濃度は低濃度で
安定しており、また、脱硝出口ＮＨ3 濃度はほぼ０で安
定している。すなわち、この発明のアンモニア注入量制
御方法に基づいて、脱硝プロセスのもつ脱硝・吸着反応
という化学反応特有の非線形性・動特性を補償すること
により、起動・停止の過程や負荷変動によってガスター
ビンから排出されるＮＯｘ量が過渡的に大きく変動する
場合（たとえば、排ガス温度が２５０℃以下の低温とな
る起動時）であっても、脱硝出口ＮＯｘ濃度を常に数ｐ
ｐｍ以下に保つことができる。なお、排ガス温度が３５
０℃程度になれば、少量のアンモニアで十分に脱硝する
ことができるようになる。そして、いずれの場合でも、
アンモニアの注入量は適正値に保たれ、リークアンモニ
ア量をほとんど０とすることができる。
果（シミュレーション）を示している。同図において、
脱硝入口ＮＯｘ濃度は、１１０分を経過したところあた
りから増加し、１５０分経過までに２回のピークをもっ
ているが、これに対して、脱硝入口ＮＨ3 濃度は、脱硝
入口ＮＯｘ濃度増加開始以前の１００分経過時に１次ピ
ークを示し、さらに、脱硝入口ＮＯｘ濃度１次ピーク以
前の１２０分経過時に２次ピークを示し、また、脱硝入
口ＮＯｘ濃度２次ピークとほぼ同時期に、３次ピークを
示している。そして、脱硝入口ＮＯｘ濃度が減少してほ
ぼ一定値で推移する時には、脱硝入口ＮＨ3 濃度もほぼ
一定値で推移する。この結果、脱硝入口ＮＯｘ濃度の大
幅な変動にかかわらず、脱硝出口ＮＯｘ濃度は低濃度で
安定しており、また、脱硝出口ＮＨ3 濃度はほぼ０で安
定している。すなわち、この発明のアンモニア注入量制
御方法に基づいて、脱硝プロセスのもつ脱硝・吸着反応
という化学反応特有の非線形性・動特性を補償すること
により、起動・停止の過程や負荷変動によってガスター
ビンから排出されるＮＯｘ量が過渡的に大きく変動する
場合（たとえば、排ガス温度が２５０℃以下の低温とな
る起動時）であっても、脱硝出口ＮＯｘ濃度を常に数ｐ
ｐｍ以下に保つことができる。なお、排ガス温度が３５
０℃程度になれば、少量のアンモニアで十分に脱硝する
ことができるようになる。そして、いずれの場合でも、
アンモニアの注入量は適正値に保たれ、リークアンモニ
ア量をほとんど０とすることができる。
【００３７】なお、上記において、入口ＮＯｘ濃度演算
部(21)は、必須のものではなく、これを省略して、ＦＦ
部に入力される入口ＮＯｘ濃度として、入口ＮＯｘ濃度
分析計(8) により求めた入口濃度計測値または予測ＮＯ
ｘ流量と排ガス流量の割り算で求めた入口ＮＯｘ濃度予
測値を用いてもよい。この場合に、起動・停止時は、入
口ＮＯｘ濃度予測値、定常運転時は、入口濃度計測値と
する切換えが適宜行われる。
部(21)は、必須のものではなく、これを省略して、ＦＦ
部に入力される入口ＮＯｘ濃度として、入口ＮＯｘ濃度
分析計(8) により求めた入口濃度計測値または予測ＮＯ
ｘ流量と排ガス流量の割り算で求めた入口ＮＯｘ濃度予
測値を用いてもよい。この場合に、起動・停止時は、入
口ＮＯｘ濃度予測値、定常運転時は、入口濃度計測値と
する切換えが適宜行われる。
【００３８】また、ＦＦ部は、アンモニア吸着量・アン
モニア注入量計算ブロック(22)だけまたは出口ＮＯｘ濃
度補正ブロック(23)およびシミュレーションブロック(2
4)だけの構成とすることもできる。アンモニア吸着量・
アンモニア注入量計算ブロック(22)単独の場合は、アン
モニア注入量補正値は０となり、アンモニア吸着量・ア
ンモニア注入量計算ブロック(22)で得られたアンモニア
注入量計算値がそのままアンモニア注入量ＦＦ信号とな
る。また、出口ＮＯｘ濃度補正ブロック(23)およびシミ
ュレーションブロック(24)だけの構成の場合は、アンモ
ニア注入量計算値が０となり、出口ＮＯｘ濃度補正ブロ
ック(23)で得られたアンモニア注入量補正値がアンモニ
ア注入量ＦＦ信号となる。いずれの場合でも、脱硝プロ
セスの特性に合わせたアンモニアの流量制御が行われる
ので、脱硝出口ＮＯｘ濃度を常に数ｐｐｍ以下に保つこ
とができ、しかも、アンモニアの注入量が適正値に保た
れるので、リークアンモニア量をほとんど０とすること
ができる。
モニア注入量計算ブロック(22)だけまたは出口ＮＯｘ濃
度補正ブロック(23)およびシミュレーションブロック(2
4)だけの構成とすることもできる。アンモニア吸着量・
アンモニア注入量計算ブロック(22)単独の場合は、アン
モニア注入量補正値は０となり、アンモニア吸着量・ア
ンモニア注入量計算ブロック(22)で得られたアンモニア
注入量計算値がそのままアンモニア注入量ＦＦ信号とな
る。また、出口ＮＯｘ濃度補正ブロック(23)およびシミ
ュレーションブロック(24)だけの構成の場合は、アンモ
ニア注入量計算値が０となり、出口ＮＯｘ濃度補正ブロ
ック(23)で得られたアンモニア注入量補正値がアンモニ
ア注入量ＦＦ信号となる。いずれの場合でも、脱硝プロ
セスの特性に合わせたアンモニアの流量制御が行われる
ので、脱硝出口ＮＯｘ濃度を常に数ｐｐｍ以下に保つこ
とができ、しかも、アンモニアの注入量が適正値に保た
れるので、リークアンモニア量をほとんど０とすること
ができる。
【００３９】
【発明の効果】第１〜第３の発明の脱硝装置のアンモニ
ア注入量制御方法によると、脱硝プロセスの特性に合わ
せたアンモニアの流量制御を行われるので、脱硝出口Ｎ
Ｏｘ濃度を常に所要値以下に保つことができ、しかも、
アンモニアの注入量が適正値に保たれるので、リークア
ンモニア量をほとんど０とすることができる。
ア注入量制御方法によると、脱硝プロセスの特性に合わ
せたアンモニアの流量制御を行われるので、脱硝出口Ｎ
Ｏｘ濃度を常に所要値以下に保つことができ、しかも、
アンモニアの注入量が適正値に保たれるので、リークア
ンモニア量をほとんど０とすることができる。
【００４０】また、ガスタービンの定常運転時には、ア
ンモニア注入量を出口ＮＯｘ濃度計測値と出口ＮＯｘ濃
度目標値との偏差で補正するフィードバック制御を合わ
せて行うことにより、より精度の良いアンモニア注入量
制御ができる。
ンモニア注入量を出口ＮＯｘ濃度計測値と出口ＮＯｘ濃
度目標値との偏差で補正するフィードバック制御を合わ
せて行うことにより、より精度の良いアンモニア注入量
制御ができる。
【図１】この発明のアンモニア注入量制御方法が使用さ
れる脱硝プロセスを示すフロー図である。
れる脱硝プロセスを示すフロー図である。
【図２】この発明のアンモニア注入量制御方法を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図３】入口ＮＯｘ濃度演算部を示すブロック図であ
る。
る。
【図４】アンモニア注入量制御系フィードフォワード部
における演算ステップを示すフローチャートである。
における演算ステップを示すフローチャートである。
【図５】この発明の制御方法による制御結果を示すシミ
ュレーションのグラフである。
ュレーションのグラフである。
(4) 脱硝装置 (9) 出口ＮＯｘ濃度分析計 (10) アンモニア注入量制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 雲聰 大阪市住之江区南港北１丁目７番89号 日 立造船株式会社内 (72)発明者 市来 正義 大阪市住之江区南港北１丁目７番89号 日 立造船株式会社内 (72)発明者 松本 信夫 大阪市住之江区南港北１丁目７番89号 日 立造船株式会社内 (72)発明者 林 哲史 大阪市住之江区南港北１丁目７番89号 日 立造船株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 脱硝装置における排ガス流量、排ガス温
度、入口ＮＯｘ濃度および出口ＮＯｘ濃度目標値を用い
て、同装置の脱硝・吸着反応動特性の逆モデルを解くこ
とにより、必要なアンモニア吸着量およびアンモニア注
入量を求め、フィードフォワード制御により脱硝装置の
アンモニア注入量制御を行うことを特徴とする脱硝装置
のアンモニア注入量制御方法。 - 【請求項２】 脱硝装置における排ガス流量、排ガス温
度、入口ＮＯｘ濃度および計算されたアンモニア注入量
を用いて出口ＮＯｘ濃度予測値をシミュレーション計算
し、得られた出口ＮＯｘ濃度予測値と出口ＮＯｘ濃度目
標値とを比較して求めた補正値により補正アンモニア注
入量を求め、フィードフォワード制御により脱硝装置の
アンモニア注入量制御を行うことを特徴とする脱硝装置
のアンモニア注入量制御方法。 - 【請求項３】 脱硝装置の脱硝・吸着反応動特性の逆モ
デルを解くことにより求めたアンモニア注入量と、同装
置における排ガス流量、排ガス温度および入口予測ＮＯ
ｘ濃度とを用いることにより、出口ＮＯｘ濃度予測値を
シミュレーション計算し、得られた出口ＮＯｘ濃度予測
値と出口ＮＯｘ濃度目標値とを比較して求めた補正値に
より補正アンモニア注入量を求め、フィードフォワード
制御により脱硝装置のアンモニア注入量制御を行うこと
を特徴とする請求項１記載の脱硝装置のアンモニア注入
量制御方法。 - 【請求項４】 ガスタービンの定常運転時には、アンモ
ニア注入量を出口ＮＯｘ濃度計測値と出口ＮＯｘ濃度目
標値との偏差で補正するフィードバック制御を合わせて
行うことを特徴とする請求項１、２または３記載の脱硝
装置のアンモニア注入量制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07786798A JP3574889B2 (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | 脱硝装置のアンモニア注入量制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07786798A JP3574889B2 (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | 脱硝装置のアンモニア注入量制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11267451A true JPH11267451A (ja) | 1999-10-05 |
| JP3574889B2 JP3574889B2 (ja) | 2004-10-06 |
Family
ID=13646015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07786798A Expired - Fee Related JP3574889B2 (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | 脱硝装置のアンモニア注入量制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3574889B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003080026A (ja) * | 2001-09-11 | 2003-03-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 脱硝制御方法及び脱硝制御装置 |
| US7543443B2 (en) * | 2004-07-23 | 2009-06-09 | Hino Motors, Ltd. | Method for determining NOx reduction ratio in exhaust emission control device |
| JP2009282878A (ja) * | 2008-05-26 | 2009-12-03 | Omron Corp | 制御装置および温度調節器 |
| JP2012050912A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Nippon Steel Engineering Co Ltd | 脱硝制御装置及び脱硝制御方法 |
| CN103752170A (zh) * | 2014-01-16 | 2014-04-30 | 华中科技大学 | 一种切圆燃烧煤粉锅炉scr系统脱硝运行优化方法 |
| JP2014211102A (ja) * | 2013-04-18 | 2014-11-13 | 株式会社日立製作所 | コンバインドサイクル発電プラント |
| CN108636094A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-10-12 | 浙江大学 | 一种湿法脱硫工艺中的精确预测控制与节能系统及方法 |
| CN108837692A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-11-20 | 广东电网有限责任公司 | 一种锅炉烟气氮氧化物净化的控制方法、系统及存储介质 |
| CN108870384A (zh) * | 2018-04-28 | 2018-11-23 | 东南大学 | 低氮燃烧循环流化床锅炉的燃烧与sncr脱硝协同优化方法 |
| CN109304087A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-02-05 | 华中科技大学 | 一种基于脱硝反应动力学方程的电站scr喷氨控制方法 |
| CN113648830A (zh) * | 2021-02-26 | 2021-11-16 | 齐鲁工业大学 | 一种大截面燃煤烟气流速测量及scr系统氨定量方法 |
| CN113847609A (zh) * | 2021-09-29 | 2021-12-28 | 华南理工大学 | 基于前馈模型预测误差自修正的垃圾焚烧炉脱硝控制方法 |
-
1998
- 1998-03-25 JP JP07786798A patent/JP3574889B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003080026A (ja) * | 2001-09-11 | 2003-03-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 脱硝制御方法及び脱硝制御装置 |
| US7543443B2 (en) * | 2004-07-23 | 2009-06-09 | Hino Motors, Ltd. | Method for determining NOx reduction ratio in exhaust emission control device |
| JP2009282878A (ja) * | 2008-05-26 | 2009-12-03 | Omron Corp | 制御装置および温度調節器 |
| JP2012050912A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Nippon Steel Engineering Co Ltd | 脱硝制御装置及び脱硝制御方法 |
| JP2014211102A (ja) * | 2013-04-18 | 2014-11-13 | 株式会社日立製作所 | コンバインドサイクル発電プラント |
| CN103752170A (zh) * | 2014-01-16 | 2014-04-30 | 华中科技大学 | 一种切圆燃烧煤粉锅炉scr系统脱硝运行优化方法 |
| CN108870384A (zh) * | 2018-04-28 | 2018-11-23 | 东南大学 | 低氮燃烧循环流化床锅炉的燃烧与sncr脱硝协同优化方法 |
| CN108837692A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-11-20 | 广东电网有限责任公司 | 一种锅炉烟气氮氧化物净化的控制方法、系统及存储介质 |
| CN108636094A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-10-12 | 浙江大学 | 一种湿法脱硫工艺中的精确预测控制与节能系统及方法 |
| CN109304087A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-02-05 | 华中科技大学 | 一种基于脱硝反应动力学方程的电站scr喷氨控制方法 |
| CN113648830A (zh) * | 2021-02-26 | 2021-11-16 | 齐鲁工业大学 | 一种大截面燃煤烟气流速测量及scr系统氨定量方法 |
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