JPS61274727A

JPS61274727A - 湿式排煙脱硫装置の制御装置

Info

Publication number: JPS61274727A
Application number: JP60116755A
Authority: JP
Inventors: Okikazu Ishiguro; 石黒　興和
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1985-05-31
Filing date: 1985-05-31
Publication date: 1986-12-04
Also published as: JPH0521006B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は湿式排煙脱硫Ｖｉ置に係り、特に負荷変化に応
じて必要な脱硫率を確保し、吸収剤の消装置を節減する
に好適な湿式排煙脱硫装置の吸収削装置制御装置に関す
るものである。

〔発明の背景〕

近年、発電需要が増大するにつれて、化石燃料を主燃料
とするボイラも大型化し、発電用ボイラが大気汚染に与
える影響度も増加しつつある。

この大気汚染を拡大する公害物質のうち、多大な比率を
しめるＳＯｘの排出規制は年々きびしくなる傾向にある
。この状勢下で第二次石油ショック以来、石油を主燃料
としてきた我が国の発電業界は、より安価で、かつ十分
な供給源をもつ石炭燃料へと燃料転換しつつある。

ところが、ボイラが大型化する一方、発電コストを低下
する目的で発電需要に応じて頻繁な負荷変動を行なうた
めに一日単位でボイラの起動、停止が繰返されている（
以下単にＤＳＳ運転という）。

それは最近の電力需要の特徴として、原子力発電の伸び
と共に、負荷の最大・最小差も増大し、火力発電用ボイ
ラをベースロードから負荷調整用へと移行する傾向にあ
り、この火力発電用ボイラを負荷に応じて圧力を変化さ
せて変圧運転する、いわゆる全負荷では超臨界圧域、部
分負荷では亜臨界圧域で運転する変圧運転ボイラとする
ことによって、部分負荷での発電効率を数％向上させる
ことができるからである。

ところが、この様に一日単位で頻繁にＤＳＳｉ！１転を
行なうために、この負荷変動によって排ガス量が変動し
、石炭の炭種によっても可溶性酸性ガス量やフライアッ
シュ量が異なるために、例えば１／４．１／２．３／４
負荷などの部分負荷時には目標ＳＯｘ値以下にすること
ができない。

例えば火力発電所等に設置される湿式排煙脱硫装置は、
炭酸カルシウム（ＣａＣＯ，）　、水酸化カルシウム（
Ｃａ（ＯＨｇ））または酸化カルシウム（Ｃａｂ）など
を吸収剤としたスラリからなる吸収液スラリを用い、ボ
イラ等の排ガス中の硫黄酸化物（ＳＯｘ）を吸収し、得
られた亜硫酸カルシウムを酸化して、硫酸カルシウム、
すなわち石こうとして回収する方法が最も一般的である
。

この石灰石または石灰を用いる従来の湿式排煙脱硫装置
の概略系統図を第２図に示す。第３図は湿式排煙脱硫装
置における吸収剤スラリの制御系統図である。

第２図において、図示していないボイラ等からの排ガス
は煙道ｌより除塵塔２に導入される。

この除塵塔２で除塵塔循環タンク５から除塵塔循環ポン
プ４より供給される循環液との気液接触により冷却され
るとともに、排ガス中に含有されるダストが除去され、
吸収塔７へ送られる。

なお、吸収塔７に送られるガス中のミストを除去するた
めに、ミストエリミネータ６が設置される場合もある。

吸収塔７では吸収塔循環ポンプ１０から供給された吸収
液スラリとの気液接触により排ガス中のＳＯｘが吸収、
除去された後、デミスタ８で同伴ミストが除去され、煙
道７より排出される。

吸収塔７には排ガス中のＳＯｘを吸収するに必要な吸収
剤スラリ１６が吸収剤スラリタンク１４よりポンプ１３
．吸収剤スラリ流量調整弁１５を経て供給される一方、
、吸収塔ブリードポンプ１１により、ＳＯｘを吸収し生
成した亜硫酸カルシウムを含有するスラリの一部が抜き
出され、図示していない酸化塔において石こうとなって
回収される。

なお、図中３はポンプ、１２はミストエリミネータ６、
デミスタ８への補給水配管、１７は排ガス流量検出器、
１８はＳＯｘ濃度検出器、１９は吸収剤スラリ流量検出
器、２０は吸収塔スラリＰＨ検出器である。

この湿式排煙脱硫装置における従来の吸収剤スラリの制
御装置を第３図に示す。

第３図において、１５は吸収剤スラリ流量調整弁、１７
は排ガス流量検出器、１８は５Ｏｘｔ１度検出器、１９
は吸収剤スラリ流量検出器、２０はＰＨ検出器で第２図
のものと同一のものを示す。

２１は排ガス流量信号、２２はＳＯｘ濃度信号、２３は
掛算器、２４はＳＯｘ量信号、２５は掛算器、２６は石
灰石過剰比率（定数）信号、２７は吸収剤スラリ流量信
号、２８は加算器、２９はＰＨ倍信号３０は演算器、３
１はＰＨ設定信号、３２はＰＨ補止信号、３３は必要吸
収剤スラリ流量信号、３４は実測吸収剤スラリ流量信号
、３５は調節計、３６は制御信号、３７は電気／空気変
換器である。

この様な構造において、脱硫装置の除塵塔２に流入する
排ガス量を排ガス流量検出器１７とＳＯｘ濃度をＳＯｘ
濃度検出器１８でそれぞれ検出し、排ガス流量信号２１
とＳＯｘ淵度信号２２を掛算器２３に入力してＳＯｘ量
信号２４を算出し、これに掛算器２５で一定の石灰石過
剰比率（定数）信号２６を掛はベースとなる吸収剤スラ
リ流量信号２７を算出する。

一方、ＰＨ検出器２０からのＰＨ信号２９とＰＨ設定信
号３１は演算器３０で比較され、各負荷において吸収液
スラリのＰＨを一定にするＰ　Ｈ補正信号３２を加算器
２８で付加し、必要吸収剤スラリ流量信号３３を調節針
３５に入力する。

他方、吸収剤スラリ流量検出器１９からの実測吸収剤ス
ラリ流量信号３４は調節計３５で必要吸収剤スラリ流量
信号３３と比較され、制御信号３６は電気／空気変換器
３７で変換されて吸収剤スラリ流量調整弁１５を開、閉
する。

この様に従来の吸収剤スラリ流量制御は低負荷時の脱硫
率を計画値に維持するために、各負荷帯においてＰＨ信
号２９をあらかじめＰＨ設定信号３１にするよう、演算
器３０により、吸収剤スラリの供給量を制御するもので
ある。

このように、負荷にかかわらず一定のＰＨで湿式排煙脱
硫装置を運転した場合低負荷時には脱硫率が高くなり、
高負荷になるにつれて脱硫率が低くなってくる。

第４図（δ１．（ｂｌは負荷とＰＨ脱硫率の関係を示す
特性図で、第４図ｆａ）はＰＨと負荷の関係を示し、実
線Ａは脱硫率一定、破線ＢはＰＨ一定を示す。

第４図１ｂｌは脱硫率と９荷の関係を示し、実線Ｃは脱
硫率一定、破線りはＰ　［Ｉ一定、一点鎖線Ｅは必要脱
硫率を示す。

この第４図ｔａｇ、　（ｂｌからもわかるように、吸収
剤スラリのｐＨを負荷にかかわらず一定で運用した場合
には、低負荷時には第４図１ｂｌの破線りで示す如く過
度の脱硫率となり、吸収塔スラリのＰ　Ｈは吸収ＳＯｘ
量と吸収液スラリ中の吸収剤濃度に依存するため、従来
の吸収剤スラリ流量制御では、吸収剤の低負荷時の供給
量が必要以上に大きくなる欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明はかかる従来の欠点を解消しようとするもので、
その目的とするところは、負荷にかかわらず一定の脱硫
率が得られ、低負荷時にはＰＨを下げて運転することが
できる湿式排煙脱硫装置の制御装置を得ようとするもの
である。

〔発明の概要〕

本発明は前述の目的を達成するために、ＰＨ検出器の後
に排ガス流量検出器からの排ガス流量信号と、ＳＯｘ濃
度検出器からのＳＯｘ濃度信号と、負荷検出器からの負
荷変化率信号と、脱硫率検出器からの脱硫率信号と、ス
ラリ比重検出器からのスラリ比重信号からＰＨ設定値信
号を演算するＰＨ設定演算器を設け、負荷変化に応じて
ＰＨ設定値信号を可変するようにしたのである。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本発明の実施例に係る湿式排煙脱硫装置の制御
系統図である。

第１図において、符号１５から３７までは従来のものと
同一のものを示す。

３８は負荷検出器、３９は負荷信号、４０は微分器、４
１は負荷変化率信号、４２は脱硫率検出器、４３は脱硫
率信号、４４はスラリ比重検出器、４５はスラリ比重信
号、４６は排ガス流量信号２１．ＳＯｘ濃度信号２２、
負荷変化信号４１．脱硫率信号４３およびスラリ比重検
出器４５からＰＨ設定値信号４７を演算するＰＨ設定演
算器、４８は偏差信号である。

この様な構造において、脱硫装置に流入する排ガス流量
信号２１とＳＯｘ濃度信号２２をそれぞれ排ガス流量検
出器１７、ＳＯｘ濃度検出器１８により検出し、掛算器
２３によりＳＯｘ置装号２４を算出し、これに一定の石
灰石過剰比率（定数）信号２６を掛算器２５で■けてベ
ースとなる吸収剤スラリ流量信号２７を加算器２８に加
える。一方、Ｐ　Ｈ設定値演算器４６においては、排ガ
ス流量信号２１．ＳＯｘ濃度信号２２．負荷検出器３８
からの負荷信号３９を微分器４０で微分した負荷変化率
信号４１．脱硫率検出器４２からの脱硫率信号４３．吸
収液スラリ比重検出器４４からのスラリ比重信号４５に
より以下の方法でＰ　Ｈｌ定値信号４７を演算する。

すなわち、負荷変化率が零（定常運転）の場合には、Ｓ
Ｏｘの吸収量と吸収剤の消装置は等しいので、・・・・・（１１となる。

こめ（１１式において、ＰＩ−１吸収塔ＰＨ，ｘ：吸収
剤濃度、Ｃｓｏｇ　　：入口ＳＯｘ濃度、Ｇｇ　：排ガ
□ス流量、η；必要脱硫率、〔Ｃａ＋＋〕：カルシウム
イオン濃度、ｋ：吸収剤の熔解速度定数、■：吸収塔循
環タンク内容積、ｙ：排ガス中水分、α。

β：係数である。

このうち、Ｑｇ　、　　Ｃｓｏ、は排ガス流量検出器１
７、ＳＯｘ濃度検出器１８で検出し、α、ｙ５　η、β
。

ｋ、Ｖは定数として人力する。カルシウムイオン濃度（
Ｃａ”）は、はぼ一定であン）、一定値を入力する。吸
収剤濃度Ｘは吸収液スラリ比重検出器４４のスラリ比重
信号４５より換贅して求める。なお、負荷変化率信号４
１にっては、Ｐ　Ｈ設定演舊器４６の切替の判定用とし
て使用する。

負荷変化率信号４１が正の場合には、ｐｔ＋の設定値の
最大値を使用することにするが、負の場合には、＋１１
式による計算結果を使用する。

以上の方法で得られたＰＨ設定値信号４７と、吸収塔ス
ラリｐＨ検出器２０からのｐＨ信号２９との偏差により
演算器３０からの偏差信号４Ｂを前記の加算器２８に加
算し、吸収剤スラリ流量検出器１９の実測吸収剤スラリ
法曹信号３４と比較して、調節計３５からの制御信号３
６によって吸収剤スラリ法曹調整弁！５を開、閉するこ
とにより吸収剤スラリの供装置を調節する。

すなわち、本発明の制御装置は、本質的には、Ｐ　Ｈフ
ィードバック制御であり、ｐＨ信号２９をＰＨ設定４ａ
信号４７に追従させるごとにより、脱硫率をほぼ一定の
値にして運用することができる。

なお、特に負荷り昼時においては、ｐＨの設定値を最大
値まで引き■−げζ、負荷応答性の確保を行なうことも
できる。

〔発明の効果〕

本発明はＰＨ検出器の後に排ガス流量検出器がらの排ガ
ス法曹信号と、ＳＯｘ濃度検出器からのＳＯＸ瀾度信号
と、負荷検出器からの負荷変化率信号と、脱硫率検出器
からの脱硫率信号と、スラリ比重検出器からのスラリ比
重信号がらＰＨ設定値信号を演算するＰＨ設定演算器を
設け、負荷変化に応してＰ）（設定４ａ信号を可変する
ようにしたので、夜間の長時間低負萄運転時でも脱硫率
をほぼ＝・定に制御できるので、吸収剤の消装置を低減
することができる。

また、イに負荷時にはＰ　Ｈを下げて運転するため、Ｐ
Ｈ１ｉｉ整のための硫酸消装置を低減することができる
。

なお、負荷上昇時には、ＰＨの設定値を最大値とするの
で、脱硫率の低下は防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る湿式排煙脱硫装置の制御
系統図、第２図は湿式排煙脱硫装置の概略系統図、第３
図は従来の湿式排煙脱硫装置の制御系統図、第４図（ａ
ｌ、　（ｂｌはＰＨと負荷、脱硫率と負荷の関係を示す
特性図である。１５・・・吸収剤スラリ流量調整弁、１７・・・排ガス
法曹検出器、１８・・・ＳＯｘ濃度検出器、１９・・・
吸収剤スラリ流量検出器、２０・・・ＰＨ検出器、２１
・・・排ガス法曹信号、２２・・・ＳＯｘ濃度信号、３
３・・・必要吸収側スラリ流量信号、３４・・・実測吸
収剤スラリ流量信号、３８・・・負荷検出器、４１・・
・負荷変化率信号、４２・・・脱硫率検出器、４３・・
・脱硫率信号、４４・・・スラリ比重検出器、４５・・
・スラリ比重信号、４６・・・Ｐ　Ｈ設定演算器、４７
・・・ＰＨ設定値信号。第１図第２図第３図１７　　　　　　　１ＦＩ　　　　　　　２０１９第４
図一■　　　−１

Claims

【特許請求の範囲】

排ガス流量検出器と、ＳＯｘ濃度検出器とＰＨ検出器か
らの検出信号によつて必要吸収剤スラリ流量を算出し、
この必要吸収剤スラリ流量と吸収剤スラリ流量検出器か
らの実測吸収剤スラリ流量との偏差によつて吸収スラリ
流量調整弁を開、閉するものにおいて、前記ＰＨ検出器
の後に排ガス流量検出器からの排ガス流量信号と、ＳＯ
ｘ濃度検出器からのＳＯｘ濃度信号と、負荷検出器から
の負荷変化率信号と、脱硫率検出器からの脱硫率信号と
、スラリ比重検出器からのスラリ比重信号からＰＨ設定
値信号を演算するＰＨ設定演算器を設け、負荷変化に応
じてＰＨ設定値信号を可変するようにしたことを特徴と
する湿式排煙脱硫装置の制御装置。