KR102111227B1 - Exhaust gas denitrification device and control method for exhaust gas denitrification device - Google Patents
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Abstract
선박에 탑재되는 주기 엔진으로부터 배출되는 엔진 배기 가스 중에 포함되는 질소 산화물을 환원하기 위한 배기 가스 탈질 장치로서, 주기 엔진으로부터 배출되는 엔진 배기 가스가 흐르는 배기 유로와, 환원제 저장 탱크와, 환원제 분사 노즐과, 탈질 촉매를 갖는 탈질 반응기와, 선박에 탑재되는 보일러로부터 배출되는 보일러 배기 가스를, 배기 유로에 있어서의 탈질 반응기의 상류측으로 도류하는 보일러 배기 가스 도류로와, 보일러 배기 가스 도류로에 있어서의 보일러 배기 가스의 흐름을 제어하는 보일러 배기 가스 제어 밸브와, 보일러 배기 가스 도류로를 흐르는 보일러 배기 가스를 하류측으로 송풍하는 송풍기를 구비한다.An exhaust gas denitration device for reducing nitrogen oxides contained in engine exhaust gas discharged from a main engine mounted on a ship, the exhaust flow path through which the engine exhaust gas discharged from the main engine flows, a reducing agent storage tank, and a reducing agent injection nozzle, , A denitrification reactor having a denitrification catalyst, a boiler exhaust gas conduit for flowing boiler exhaust gas discharged from a boiler mounted on a ship to an upstream side of a denitrification reactor in an exhaust flow path, and a boiler in a boiler exhaust gas conduit A boiler exhaust gas control valve for controlling the flow of the exhaust gas, and a blower for blowing the boiler exhaust gas flowing through the boiler exhaust gas flow path downstream.
Description
본 개시는, 배기 가스 탈질 장치 및 배기 가스 탈질 장치의 제어 방법에 관한 것이다.The present disclosure relates to an exhaust gas denitration device and a control method of the exhaust gas denitration device.
최근에 있어서의 환경 규제 강화의 흐름을 받아, 선박의 주기로서 사용되는 선박용 2 스트로크 디젤 엔진에 있어서도, 배출하는 엔진 배기 가스에 포함되는 질소 산화물 (NOx) 의 삭감이 요구되고 있다. 엔진 배기 가스에 포함되는 NOx 를 삭감하는 방법으로는, 예를 들어, 엔진 배기 가스 중에 환원제를 분사하여, SCR 촉매의 작용에 의해 질소 산화물 (NOx) 을 질소 (N2) 와 물 (H2O) 로 환원하는 선택적 촉매 환원법 (SCR 법) 이 종래부터 알려져 있다.Reduction of nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas of engines is also required in a two-stroke diesel engine for ships that is used as a cycle of a ship under the trend of strengthening environmental regulations in recent years. As a method of reducing the NOx contained in the engine exhaust gas, for example, by spraying a reducing agent in the engine exhaust gas, nitrogen oxide (NOx) is converted into nitrogen (N 2 ) and water (H 2 O by the action of the SCR catalyst. ), A selective catalytic reduction method (SCR method) is known conventionally.
일반적으로 유통되고 있는 SCR 촉매는, 연속 사용, 또한, 활성 온도 (예를 들어 300 ℃ 이상) 에서의 사용을 전제로 하고 있지만, 상기 서술한 선박용 2 스트로크 디젤 엔진으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도는 낮기 때문에, 효율적인 탈질 성능을 발휘할 수 없는 경우가 있다. 특히, 주기의 기동시 ∼ 저부하 운전시에 있어서는, 선박용 2 스트로크 디젤 엔진으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 유량 자체도 적기 때문에, 배기관으로부터의 방열에 의해 엔진 배기 가스의 온도가 현저하게 저하한다. 또한, 과급기를 구비하는 엔진에 있어서는, 엔진 배기 가스에 의해 과급기를 구동하는 점에서, 과급기로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도는 보다 현저하게 저하한다.In general, the SCR catalyst in circulation is premised on continuous use and at an active temperature (for example, 300 ° C or higher), but the temperature of the engine exhaust gas discharged from the above-described marine 2-stroke diesel engine is Since it is low, it may not be possible to exhibit efficient denitrification performance. Particularly, during the start-up of the cycle-during the low-load operation, since the flow rate of the engine exhaust gas discharged from the marine 2-stroke diesel engine is also small, the temperature of the engine exhaust gas is significantly lowered due to heat radiation from the exhaust pipe. Moreover, in the engine provided with the supercharger, since the supercharger is driven by the engine exhaust gas, the temperature of the engine exhaust gas discharged from the supercharger decreases more remarkably.
나아가, 예를 들어 엔진 배기 가스의 온도가 250 ℃ 이하까지 저하하면, 연료 유래의 황 산화물 (SOx) 과의 반응에 의해 산성황산암모늄 (NH4HSO4) 이 생성되어, 촉매 성능의 저하를 초래할 우려가 있다.Furthermore, if the temperature of the engine exhaust gas decreases to 250 ° C. or lower, for example, acidic ammonium sulfate (NH 4 HSO 4 ) is generated by reaction with fuel-derived sulfur oxides (SOx), resulting in a decrease in catalyst performance. I have a concern.
이와 같은 문제에 대처하기 위해서, 특허문헌 1 의 선박용 배기 가스 탈질 장치는, 엔진으로부터 배출되는 엔진 배기 가스를 가열하기 위한 조연(助燃) 버너를 탑재하고 있다. 그리고, 탈질 촉매의 탈질 성능이 소정의 레벨을 하회한 경우에, 이 조연 버너에 의해 탈질 촉매에 공급하는 엔진 배기 가스의 온도를 상승시키도록 구성하고 있다.In order to cope with such a problem, the marine exhaust gas denitration apparatus of
또한, 특허문헌 2 의 저온 탈질 장치는, 디젤 주기관과는 별개로 형성된 발전용 디젤 엔진으로부터 배출되는 엔진 배기 가스를 탈질 촉매에 공급 가능하도록 되어 있다. 그리고, 발전용 디젤 엔진으로부터 배출되는 고온의 엔진 배기 가스를 탈질 촉매에 공급함으로써, 산성황산암모늄의 생성에 의해 피독되어, 성능이 저하한 탈질 촉매를 재생 가능하게 구성되어 있다.In addition, the low-temperature denitrification apparatus of
그러나, 특허문헌 1 의 선박용 배기 가스 탈질 장치는, 전용으로 형성된 조연 버너로 엔진 배기 가스를 가열하는 것으로서, 조연 버너의 설치 및 연료에 비용을 필요로 한다는 문제가 있었다.However, the ship exhaust gas denitration apparatus for
또한, 특허문헌 2 의 저온 탈질 장치는, 디젤 주기관과는 별개로 형성된 발전용 디젤 엔진으로부터 배출되는 엔진 배기 가스를 배기 유로에 도입하는 것이지만, 발전용 디젤 엔진은, 부하에 따라 배출되는 엔진 배기 가스의 유량 및 온도가 변동하기 때문에, 탈질 촉매의 재생에 필요한 온도의 엔진 배기 가스를 안정적으로 공급하는 것이 어렵다는 문제가 있었다. 또한, 특허문헌 2 의 도 1 에 나타나는 바와 같이, 발전용 디젤 엔진이 복수대 있는 경우에는, 이들 발전용 디젤 엔진과 탈질 촉매를 접속하기 위한 배관이 복수 필요하여, 장치 구성이 복잡화한다는 문제가 있었다.In addition, the low-temperature denitrification device of
본 발명의 적어도 하나의 실시형태는, 상기 서술한 종래 기술의 문제를 감안하여 이루어진 발명으로서, 그 목적으로 하는 것은, 심플한 장치 구성으로, 고온의 배기 가스를 안정적으로 탈질 촉매에 공급할 수 있는 배기 가스 탈질 장치 및 배기 가스 탈질 장치의 제어 방법을 제공하는 것에 있다.At least one embodiment of the present invention is an invention made in view of the problems of the prior art described above, and the object thereof is an exhaust gas capable of stably supplying a high-temperature exhaust gas to a denitration catalyst with a simple device configuration. It is to provide a control method of a denitrification device and an exhaust gas denitrification device.
(1) 본 발명의 적어도 하나의 실시형태에 관한 배기 가스 탈질 장치는,(1) An exhaust gas denitration apparatus according to at least one embodiment of the present invention,
선박의 주기 엔진으로부터 배출되는 엔진 배기 가스가 흐르는 배기 유로와,An exhaust passage through which engine exhaust gas discharged from the ship's cycle engine flows;
환원제를 저장하는 환원제 저장 탱크와,A reducing agent storage tank for storing a reducing agent,
상기 환원제 저장 탱크에 저장되는 환원제를, 상기 배기 유로를 흐르는 상기 엔진 배기 가스 중에 분사하는 환원제 분사 노즐과,A reducing agent injection nozzle that injects the reducing agent stored in the reducing agent storage tank into the engine exhaust gas flowing through the exhaust passage;
상기 배기 유로 상에 형성되고, 상기 엔진 배기 가스에 포함되는 질소 산화물을 환원하는 탈질 반응기와,A denitrification reactor formed on the exhaust flow path and reducing nitrogen oxide contained in the engine exhaust gas,
상기 선박에 탑재되는 보일러로부터 배출되는 보일러 배기 가스를, 상기 배기 유로에 있어서의 상기 탈질 반응기의 상류측으로 도류하는 보일러 배기 가스 도류로와,A boiler exhaust gas flow path that flows boiler exhaust gas discharged from the boiler mounted on the ship to an upstream side of the denitrification reactor in the exhaust flow path,
상기 보일러 배기 가스 도류로에 있어서의 보일러 배기 가스의 흐름을 제어하는 보일러 배기 가스 제어 밸브와,A boiler exhaust gas control valve for controlling the flow of the boiler exhaust gas in the boiler exhaust gas flow path;
상기 보일러 배기 가스 도류로를 흐르는 보일러 배기 가스를 하류측으로 송풍하는 송풍기A blower that blows the boiler exhaust gas flowing through the boiler exhaust gas conduit downstream
를 구비한다.It is provided.
상기 (1) 에 기재된 실시형태에 의하면, 배기 가스 탈질 장치가, 선박에 탑재되는 보일러로부터 배출되는 보일러 배기 가스를, 배기 유로에 있어서의 탈질 반응기의 상류측으로 도류하는 보일러 배기 가스 도류로와, 보일러 배기 가스 도류로에 있어서의 보일러 배기 가스의 흐름을 제어하는 보일러 배기 가스 제어 밸브와, 보일러 배기 가스 도류로를 흐르는 보일러 배기 가스를 하류측으로 송풍하는 송풍기를 구비하고 있다.According to the embodiment described in the above (1), the exhaust gas denitration device includes a boiler exhaust gas flow path and a boiler that flows boiler exhaust gas discharged from a boiler mounted on a ship to an upstream side of a denitrification reactor in an exhaust flow path. A boiler exhaust gas control valve for controlling the flow of boiler exhaust gas in the exhaust gas flow path and a blower for blowing the boiler exhaust gas flowing in the boiler exhaust gas flow path downstream are provided.
따라서, 주기 엔진의 기동시나 저부하 운전시 등의 주기 엔진으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도가 낮은 운전 상태에 있어서, 보일러로부터 배출되는 보일러 배기 가스를, 보일러 배기 가스 도류로를 통하여, 탈질 반응기까지 도류하여, 탈질 촉매를 가열할 수 있다.Accordingly, in an operating state in which the temperature of the engine exhaust gas discharged from the cycle engine is low, such as when the main engine is started or during low load operation, the boiler exhaust gas discharged from the boiler is passed through the boiler exhaust gas flow path to the denitrification reactor. By distillation, the denitration catalyst can be heated.
또한, 선박에 탑재되는 보일러는, 예를 들어 선내에 필요한 열원 등을 공급하는 것으로서, 발전용 디젤 엔진과 비교하여, 연소 상태가 대략 일정하고 안정적이다.In addition, the boiler mounted on the ship supplies, for example, a heat source required for the ship, and the combustion state is substantially constant and stable compared to a diesel engine for power generation.
따라서, 상기 (1) 에 기재된 실시형태에 의하면, 특허문헌 2 에 기재되어 있는 저온 탈질 장치와 비교하여, 고온의 배기 가스를 안정적으로 탈질 촉매에 공급할 수 있다.Therefore, according to the embodiment described in (1) above, compared with the low-temperature denitrification device described in
또한, 통상적으로는, 발전용 디젤 엔진은 복수대 설치되어 있는 데에 반하여, 보일러의 설치수는 1 기뿐인 경우가 많아, 발전용 디젤 엔진보다 설치수가 적다.In addition, while a plurality of diesel engines for power generation are usually provided, the number of boilers installed is often only one, and the number of installations is smaller than that of a diesel engine for power generation.
따라서, 상기 (1) 에 기재된 실시형태에 의하면, 특허문헌 2 에 기재되어 있는 저온 탈질 장치와 비교하여, 보일러로부터 배출되는 보일러 배기 가스를 탈질 촉매에 도류하기 위한 보일러 배기 가스 도류로의 설치수가 적어도 되는 점에서, 심플한 장치 구성으로, 보일러로부터 배출되는 보일러 배기 가스를 탈질 촉매에 공급할 수 있다.Therefore, according to the embodiment described in (1) above, compared to the low-temperature denitrification device described in
그런데, 보일러로부터 배출되는 보일러 배기 가스의 압력은, 주기 엔진으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 압력보다, 통상적으로는 낮다. 이 때문에, 보일러와 주기 엔진의 배기 유로를 보일러 배기 가스 도류로를 통하여 접속한 경우, 배기 유로의 압력이 보일러에 전파하고, 보일러에 있어서의 보일러 배기 가스 흐름 하류측의 압력이 상승하여 보일러의 연소 상태에 영향을 미칠 가능성이 있다.However, the pressure of the boiler exhaust gas discharged from the boiler is usually lower than the pressure of the engine exhaust gas discharged from the main engine. For this reason, when the exhaust flow path of the boiler and the main engine is connected through the boiler exhaust gas flow path, the pressure of the exhaust flow path propagates to the boiler, and the pressure on the downstream side of the boiler exhaust gas flow in the boiler rises to combust the boiler. There is a possibility of affecting the condition.
이 문제에 대하여, 상기 (1) 에 기재된 실시형태에서는, 보일러 배기 가스 도류로를 흐르는 보일러 배기 가스를 하류측으로 송풍하는 송풍기를 구비하고 있다. 이에 의해, 배기 유로의 압력이 보일러에 전파하여 보일러의 연소 상태에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.Regarding this problem, in the embodiment described in (1) above, a blower is provided to blow the boiler exhaust gas flowing through the boiler exhaust gas flow path downstream. Thereby, it is possible to prevent the pressure of the exhaust passage from propagating to the boiler and affecting the combustion state of the boiler.
(2) 몇 가지 실시형태에서는, 상기 (1) 에 기재된 배기 가스 탈질 장치에 있어서, 상기 엔진 배기 가스의 온도, 보일러 배기 가스의 온도, 및 탈질 반응기의 온도, 에 기초하여, 보일러 배기 가스 제어 밸브의 밸브 열림 또는 밸브 닫힘과, 송풍기의 운전의 ON/OFF 를 제어하는 제어 장치를 추가로 구비한다.(2) In some embodiments, in the exhaust gas denitration device according to (1), the boiler exhaust gas control valve is based on the temperature of the engine exhaust gas, the temperature of the boiler exhaust gas, and the temperature of the denitration reactor. It is further provided with a control device for controlling the opening or closing of the valve and ON / OFF of the operation of the blower.
상기 (2) 에 기재된 실시형태에 의하면, 엔진 배기 가스의 온도, 보일러 배기 가스의 온도, 및 탈질 반응기의 온도, 에 기초하여, 보일러 배기 가스 제어 밸브의 밸브 열림 또는 밸브 닫힘과, 송풍기의 운전의 ON/OFF 를 제어 장치에 의해 제어할 수 있다.According to the embodiment described in (2) above, based on the temperature of the engine exhaust gas, the temperature of the boiler exhaust gas, and the temperature of the denitrification reactor, the valve opening or closing of the boiler exhaust gas control valve and the operation of the blower are performed. ON / OFF can be controlled by a control device.
(3) 몇 가지 실시형태에서는, 상기 (2) 에 기재된 배기 가스 탈질 장치에 있어서, 상기 제어 장치는, 주기 엔진의 기동시 또는 저부하 운전시에 있어서, 탈질 반응기의 온도가 제 1 규정 온도 미만, 및 엔진 배기 가스의 온도가 제 2 규정 온도 미만이고, 또한, 보일러 배기 가스의 온도가 엔진 배기 가스의 온도보다 높은 경우에, 보일러 배기 가스 제어 밸브를 밸브 열림함과 함께 송풍기의 운전을 ON 으로 하여, 보일러로부터 배출되는 보일러 배기 가스를 탈질 반응기에 공급하도록 구성된다.(3) In some embodiments, in the exhaust gas denitration device according to (2) above, the control device has a denitrification reactor temperature less than a first prescribed temperature when the main engine is started or at a low load operation. When the temperature of the engine exhaust gas is less than the second prescribed temperature, and the temperature of the boiler exhaust gas is higher than the temperature of the engine exhaust gas, the valve of the boiler exhaust gas control valve is opened and the operation of the blower is turned ON. Thus, it is configured to supply the boiler exhaust gas discharged from the boiler to the denitrification reactor.
상기 (3) 에 기재된 실시형태에 의하면, 탈질 반응기의 온도가 제 1 규정 온도 미만으로 낮은 경우이고, 또한, 보일러 배기 가스의 온도가 엔진 배기 가스의 온도보다 높은 경우에, 보일러 배기 가스를 탈질 반응기에 공급함으로써, 고온의 보일러 배기 가스에 의해, 탈질 촉매를 가열할 수 있다.According to the embodiment described in (3) above, when the temperature of the denitrification reactor is lower than the first prescribed temperature, and when the temperature of the boiler exhaust gas is higher than the temperature of the engine exhaust gas, the boiler exhaust gas is denitrified reactor. By supplying to the denitration catalyst, the denitration catalyst can be heated by a high-temperature boiler exhaust gas.
또한, 여기서 「주기 엔진의 기동시」 란, 정지 상태에 있는 주기 엔진을 기동시킨 후 소정 시간이 경과할 때까지 동안, 또는 소정의 부하까지 도달할 때까지의 동안으로서, 주기 엔진으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도가 제 2 규정 온도까지 달하지 않은 상태를 의미한다. 또한, 「주기 엔진의 저부하 운전시」 란, 주기 엔진으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도가 제 2 규정 온도 미만의 상태로, 주기 엔진이 계속해서 운전하고 있는 상태를 의미한다.Here, the term "at the start of the main engine" means that the engine discharged from the main engine is for a period of time after the start of the main engine in the stationary state until a predetermined time has elapsed or until a predetermined load is reached. It means that the temperature of the exhaust gas has not reached the second prescribed temperature. In addition, "at the time of low-load operation of a main engine" means a state in which the temperature of the engine exhaust gas discharged from the main engine is below the second prescribed temperature and the main engine continues to operate.
또한, 예를 들어, 상기 서술한 제 1 규정 온도란, 탈질 촉매의 활성 온도이다. 또한, 상기 서술한 제 2 규정 온도란, 주기 엔진으로부터 배출되는 엔진 배기 가스를 탈질 반응기에 공급한 경우에 있어서, 탈질 촉매를 제 1 규정 온도까지 가열하는 데에 필요한 엔진 배기 가스의 온도이고, 제 1 규정 온도와 동일하거나, 그것보다 높은 온도이다.In addition, for example, the 1st prescribed temperature mentioned above is the active temperature of a denitration catalyst. In addition, the above-mentioned second prescribed temperature is the temperature of the engine exhaust gas required to heat the denitration catalyst to the first prescribed temperature when the engine exhaust gas discharged from the main engine is supplied to the denitration reactor. 1 The temperature is equal to or higher than the specified temperature.
(4) 몇 가지 실시형태에서는, 상기 (2) 또는 (3) 에 기재된 배기 가스 탈질 장치에 있어서, 상기 제어 장치는, 탈질 촉매의 재생시에 있어서, 탈질 반응기의 온도가 제 3 규정 온도 미만, 및 주기 엔진으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도가 제 4 규정 온도 미만이고, 또한, 보일러 배기 가스의 온도가 엔진 배기 가스의 온도보다 높은 경우에, 보일러 배기 가스 제어 밸브를 밸브 열림함과 함께 송풍기의 운전을 ON 으로 하여, 보일러 배기 가스를 탈질 반응기에 공급하도록 구성된다.(4) In some embodiments, in the exhaust gas denitration apparatus described in (2) or (3) above, the control apparatus has a temperature of the denitration reactor that is less than the third prescribed temperature during regeneration of the denitration catalyst, and When the temperature of the engine exhaust gas discharged from the main engine is less than the fourth prescribed temperature and the temperature of the boiler exhaust gas is higher than the temperature of the engine exhaust gas, the valve of the boiler exhaust gas control valve is opened and the blower is operated. It is configured to turn ON to supply boiler exhaust gas to the denitrification reactor.
상기 (4) 에 기재된 실시형태에 의하면, 탈질 반응기의 온도가 제 3 규정 온도 미만으로 낮은 경우이고, 또한, 보일러 배기 가스의 온도가 엔진 배기 가스의 온도보다 높은 경우에, 보일러 배기 가스를 탈질 반응기에 공급함으로써, 고온의 보일러 배기 가스에 의해, 탈질 촉매를 가열하여, 피독된 탈질 촉매를 재생할 수 있다.According to the embodiment described in (4) above, when the temperature of the denitration reactor is lower than the third prescribed temperature, and when the temperature of the boiler exhaust gas is higher than the temperature of the engine exhaust gas, the boiler exhaust gas is denitrified reactor. By supplying to the denitration catalyst, the poisoned denitration catalyst can be regenerated by heating the denitration catalyst with a hot boiler exhaust gas.
또한, 여기서 「탈질 촉매의 재생시」 란, 피독에 의해 성능이 저하한 탈질 촉매의 성능을 회복시키기 위한 처치를 강구하고 있는 상태를 의미하고, 구체적으로는, 탈질 촉매의 표면에 부착한 산성황산암모늄을 가열하여 제거하기 위해서, 탈질 촉매를 제 3 규정 온도 이상으로 가열하고 있는 상태를 의미한다. 탈질 촉매가 피독되어 있는지 여부는, 예를 들어, 탈질 반응기의 전후 차압이 소정치 이상인 경우에, 탈질 촉매가 피독되어 있는 것으로 판정한다. 또한 예를 들어, 탈질 반응기의 전후에 있어서의 NOx 농도차가 소정치 미만이 된 경우에, 탈질 촉매가 피독되어 있는 것으로 판정한다. 또한, 이 밖에도, 주기 엔진이 소정 시간 이상 연속해서 운전하고 있는 경우나, 전회 재생으로부터의 경과 시간이 소정 시간을 초과했을 때에, 탈질 촉매의 피독이 진행되고 있는 것으로 하여, 탈질 촉매의 재생을 실시하도록 해도 된다.In addition, the term "when regenerating a denitration catalyst" means a state in which measures are taken to restore the performance of a denitration catalyst whose performance has been lowered by poisoning, and specifically, acidic sulfuric acid attached to the surface of the denitration catalyst. In order to remove ammonium by heating, it means a state in which the denitration catalyst is heated above a third prescribed temperature. Whether the denitration catalyst is poisoned or not is determined, for example, when the front and rear differential pressures of the denitration reactor are higher than or equal to a predetermined value. In addition, for example, when the difference in NOx concentration before and after the denitrification reactor becomes less than a predetermined value, it is determined that the denitration catalyst is poisoned. In addition, regeneration of the denitration catalyst is performed assuming that poisoning of the denitration catalyst is in progress when the main engine is continuously operated for a predetermined time or longer, or when the elapsed time from the previous regeneration exceeds a predetermined time. You may do it.
또한, 예를 들어, 상기 서술한 제 3 규정 온도란, 탈질 촉매를 재생하는 데에 필요한 온도이다. 또한, 예를 들어, 상기 서술한 제 4 규정 온도란, 엔진 배기 가스를 탈질 반응기에 공급한 경우에 있어서, 탈질 촉매를 제 3 규정 온도까지 가열하는 데에 필요한 엔진 배기 가스의 온도이고, 제 3 규정 온도와 동일하거나, 그것보다 높은 온도이다.In addition, for example, the above-mentioned third prescribed temperature is a temperature required to regenerate the denitration catalyst. In addition, for example, the above-mentioned fourth prescribed temperature is the temperature of the engine exhaust gas required to heat the denitration catalyst to the third specified temperature when the engine exhaust gas is supplied to the denitrification reactor, and the third It is equal to or higher than the specified temperature.
(5) 몇 가지 실시형태에서는, 상기 (1) 내지 (4) 의 어느 하나에 기재된 배기 가스 탈질 장치에 있어서, 상기 배기 유로에 있어서의 환원제 분사 노즐로부터 환원제가 분사되는 위치의 상류측으로부터 분기하고, 배기 유로에 있어서의 탈질 반응기의 하류측에서 합류하는 바이패스 유로와, 배기 유로로부터 바이패스 유로가 분기하는 분기부에 있어서의 배기 유로측에 형성되는 배기 유로측 분기 밸브와, 분기부에 있어서의 바이패스 유로측에 형성되는 바이패스 유로측 분기 밸브와, 배기 유로와 바이패스 유로가 합류하는 합류부에 있어서의 배기 유로측에 형성되는 배기 유로측 합류 밸브와, 합류부에 있어서의 바이패스 유로측에 형성되는 바이패스 유로측 합류 밸브를 추가로 구비한다.(5) In some embodiments, in the exhaust gas denitration apparatus according to any one of (1) to (4) above, it branches off from the upstream side of the position where the reducing agent is injected from the reducing agent injection nozzle in the exhaust flow path. , A bypass flow path joining on the downstream side of the denitrification reactor in the exhaust flow path, an exhaust flow path side branch valve formed on the exhaust flow path side in the branch portion where the bypass flow path diverges from the exhaust flow path, and in the branch portion The bypass flow path side branch valve formed on the bypass flow path side of the exhaust pipe, the exhaust flow path side confluence valve formed on the exhaust flow path side in the confluence section where the exhaust flow path and the bypass flow path converge, and the bypass in the confluence section. A bypass flow path side confluence valve formed on the flow path side is further provided.
상기 (5) 에 기재된 실시형태에 의하면, 배기 유로측 분기 밸브, 바이패스 유로측 분기 밸브, 배기 유로측 합류 밸브, 및 바이패스 유로측 합류 밸브, 의 각각을 개폐함으로써, 엔진 배기 가스의 흐름을, 배기 유로측과 바이패스 유로측으로 전환할 수 있다.According to the embodiment described in (5), the flow of the engine exhaust gas is switched by opening and closing each of the exhaust flow path side branch valve, the bypass flow path side branch valve, the exhaust flow path side confluence valve, and the bypass flow path side confluence valve. , It can be switched between the exhaust flow path side and the bypass flow path side.
따라서, 예를 들어, 선박이, 환경 규제치가 엄격한 해역을 통과하고 있을 때에는 엔진 배기 가스의 흐름을 배기 유로측으로 전환하고, 일반적인 해역을 항행하고 있을 때에는 엔진 배기 가스의 흐름을 바이패스 유로측으로 전환하는 등, 항행하는 해역의 환경 규제치 등에 따라, 엔진 배기 가스의 흐름을 전환하는 것도 가능하다.Therefore, for example, when the ship is passing through a sea area where environmental regulations are strict, the engine exhaust gas flow is switched to the exhaust flow path side, and when a normal sea area is being navigated, the engine exhaust gas flow is switched to the bypass flow path side. It is also possible to switch the flow of the engine exhaust gas in accordance with the environmental regulation values of the sailing area and the like.
(6) 몇 가지 실시형태에서는, 상기 (5) 에 기재된 배기 가스 탈질 장치에 있어서, 상기 배기 유로에 있어서의 배기 유로측 분기 밸브와 배기 유로측 합류 밸브 사이의 구간에 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급 장치를 추가로 구비한다.(6) In some embodiments, in the exhaust gas denitration device according to (5), a purge gas for supplying a purge gas to a section between an exhaust flow path side branch valve and an exhaust flow path side confluence valve in the exhaust flow path It is further equipped with a supply device.
상기 (6) 에 기재된 실시형태에 의하면, 퍼지 가스 공급 장치에 의해, 배기 유로에 있어서의 배기 유로측 분기 밸브와 배기 유로측 합류 밸브 사이의 구간에 퍼지 가스를 공급할 수 있다.According to the embodiment described in (6), the purge gas supply device can supply purge gas to a section between the exhaust flow path side branch valve and the exhaust flow path side confluence valve in the exhaust flow path.
(7) 몇 가지 실시형태에서는, 상기 (6) 에 기재된 배기 가스 탈질 장치에 있어서, 상기 제어 장치는, 환원제 저장 탱크, 환원제 분사 노즐, 및 탈질 반응기를 포함하는 배기 가스 탈질 시스템의 부작동시에 있어서, 배기 유로측 분기 밸브를 밸브 닫힘하고, 바이패스 유로측 분기 밸브를 밸브 열림하고, 배기 유로측 합류 밸브를 밸브 닫힘하고, 바이패스 유로측 합류 밸브를 밸브 열림한다. 그리고, 상기 배기 유로에 있어서의 배기 유로측 분기 밸브와 배기 유로측 합류 밸브 사이의 구간에 퍼지 가스를 공급하도록, 퍼지 가스 공급 장치를 제어하도록 구성된다.(7) In some embodiments, in the exhaust gas denitration device according to (6) above, the control device is in a non-operation of an exhaust gas denitration system comprising a reducing agent storage tank, a reducing agent injection nozzle, and a denitrification reactor, The exhaust flow path side branch valve is closed, the bypass flow path side branch valve is opened, the exhaust flow path side confluence valve is closed, and the bypass flow path side confluence valve is opened. The purge gas supply device is configured to control the purge gas supply device so as to supply a purge gas to a section between the exhaust flow path side branch valve and the exhaust flow path side confluence valve in the exhaust flow path.
상기 (7) 에 기재된 실시형태에 의하면, 제어 장치에 의해, 배기 유로에 있어서의 배기 유로측 분기 밸브와 배기 유로측 합류 밸브 사이의 구간에 퍼지 가스를 봉입할 수 있다. 이에 의해, 예를 들어 배기 가스 탈질 시스템의 부작동시에 있어서, 밸브 닫힘 상태에 있는 배기 유로측 분기 밸브나 배기 유로측 합류 밸브로부터 배기 유로측으로 흘러 나온 엔진 배기 가스가 탈질 촉매와 접촉함으로써 질산 (HNO3) 이 생성되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.According to the embodiment described in (7) above, a purge gas can be sealed in the section between the exhaust flow path side branch valve and the exhaust flow path side confluence valve in the exhaust flow path by the control device. Thereby, for example, when the exhaust gas denitrification system is inoperative, the engine exhaust gas flowing out from the branch passage valve on the exhaust flow path side or the confluence valve on the exhaust flow path side in the valve closed state to the exhaust flow path side contacts the denitrification catalyst, and nitric acid (HNO 3 ) Can be reliably prevented from being generated.
(8) 몇 가지 실시형태에서는, 상기 (5) 내지 (7) 의 어느 하나에 기재된 배기 가스 탈질 장치에 있어서, 상기 제어 장치는, 환원제 저장 탱크, 환원제 분사 노즐, 및 탈질 반응기를 포함하는 배기 가스 탈질 시스템의 작동 완료 후에 있어서, 배기 유로측 분기 밸브를 밸브 닫힘하고, 바이패스 유로측 분기 밸브를 밸브 열림하고, 배기 유로측 합류 밸브를 밸브 열림하고, 바이패스 유로측 합류 밸브를 밸브 열림한다. 그리고, 상기 보일러 배기 가스 제어 밸브를 밸브 열림함과 함께 송풍기의 운전을 ON 으로 하여, 보일러 배기 가스를 탈질 반응기에 소정 시간만큼 공급하도록 구성된다.(8) In some embodiments, in the exhaust gas denitration device according to any one of (5) to (7) above, the control device includes an exhaust gas containing a reducing agent storage tank, a reducing agent injection nozzle, and a denitrification reactor. After the denitrification system is completed, the exhaust flow path side branch valve is closed, the bypass flow path side branch valve is opened, the exhaust flow path side confluence valve is opened, and the bypass flow path side confluence valve is opened. And, it is configured to supply the boiler exhaust gas control valve to the denitrification reactor for a predetermined time by opening the valve and turning on the operation of the blower.
상기 (8) 에 기재된 실시형태에 의하면, 배기 가스 탈질 시스템의 작동 완료 후, 소정 시간에 걸쳐 보일러 배기 가스가 탈질 반응기에 공급된다. 이에 의해, 탈질 촉매에 있어서의 피독의 진행을 억제하고, 탈질 촉매의 재생 간격을 길게 할 수 있다.According to the embodiment described in (8) above, after completion of the operation of the exhaust gas denitration system, boiler exhaust gas is supplied to the denitration reactor over a predetermined time. Thereby, the progress of poisoning in the denitration catalyst can be suppressed, and the regeneration interval of the denitration catalyst can be lengthened.
(9) 몇 가지 실시형태에서는, 상기 (5) 내지 (8) 의 어느 하나에 기재된 배기 가스 탈질 장치에 있어서, 상기 배기 유로에 있어서의 합류부의 하류측에 배치되는 배기 가스 이코노마이저를 추가로 구비한다.(9) In some embodiments, in the exhaust gas denitration device according to any one of (5) to (8), an exhaust gas economizer disposed on the downstream side of the confluence section in the exhaust flow passage is further provided. .
상기 (9) 에 기재된 실시형태에 의하면, 배기 유로에 있어서의 합류부의 하류측에 배치되는 배기 가스 이코노마이저에 의해, 엔진 배기 가스가 배기 유로 및 바이패스 유로의 어느 것을 통과한 경우에도, 엔진 배기 가스로부터 열 회수를 실시할 수 있다.According to the embodiment described in (9) above, even when the engine exhaust gas passes through either the exhaust passage or the bypass passage by the exhaust gas economizer disposed on the downstream side of the confluence section in the exhaust passage, the engine exhaust gas Heat recovery can be performed.
(10) 본 발명의 적어도 하나의 실시형태에 관한 배기 가스 탈질 장치의 제어 방법은,(10) A control method of an exhaust gas denitration apparatus according to at least one embodiment of the present invention,
주기 엔진으로부터 배출되는 엔진 배기 가스가 흐르는 배기 유로와,An exhaust passage through which engine exhaust gas discharged from the main engine flows;
환원제를 저장하는 환원제 저장 탱크와,A reducing agent storage tank for storing a reducing agent,
상기 환원제 저장 탱크에 저장되는 환원제를, 상기 배기 유로를 흐르는 엔진 배기 가스 중에 분사하는 환원제 분사 노즐과,A reducing agent injection nozzle that injects the reducing agent stored in the reducing agent storage tank into engine exhaust gas flowing through the exhaust flow passage,
상기 배기 유로 상에 형성되고, 상기 엔진 배기 가스에 포함되는 질소 산화물을 환원하는 촉매를 갖는 탈질 반응기와,A denitrification reactor having a catalyst formed on the exhaust flow path and reducing nitrogen oxide contained in the engine exhaust gas,
선박에 탑재되는 보일러로부터 배출되는 보일러 배기 가스를, 상기 배기 유로에 있어서의 상기 탈질 반응기의 상류측으로 도류하는 보일러 배기 가스 도류로와,A boiler exhaust gas flow path for flowing boiler exhaust gas discharged from a boiler mounted on a ship to an upstream side of the denitrification reactor in the exhaust flow path,
상기 보일러 배기 가스 도류로에 있어서의 보일러 배기 가스의 흐름을 제어하는 보일러 배기 가스 제어 밸브와,A boiler exhaust gas control valve for controlling the flow of the boiler exhaust gas in the boiler exhaust gas flow path;
상기 보일러 배기 가스 도류로를 흐르는 보일러 배기 가스를 하류측으로 송풍하는 송풍기를 구비하는 배기 가스 탈질 장치의 제어 방법으로서,As a control method of an exhaust gas denitration device having a blower for blowing the boiler exhaust gas flowing in the boiler exhaust gas flow path to the downstream side,
상기 보일러 배기 가스 제어 밸브를 밸브 열림 또는 밸브 닫힘하는 스텝과, 상기 송풍기의 운전의 ON/OFF 를 제어하는 스텝을 구비한다.A step of opening or closing the valve of the boiler exhaust gas control valve and a step of controlling ON / OFF of the operation of the blower are provided.
상기 (10) 에 기재된 실시형태에 의하면, 선박에 탑재되는 주기 엔진으로부터 배출되는 엔진 배기 가스 중에 포함되는 질소 산화물을 환원하기 위한 배기 가스 탈질 장치의 제어 방법에 있어서, 보일러 배기 가스 제어 밸브의 밸브 열림 또는 밸브 닫힘하는 스텝과, 송풍기의 운전의 ON/OFF 를 제어하는 스텝을 구비한다. 따라서, 적절히, 필요에 따라, 보일러로부터 배출되는 보일러 배기 가스를 탈질 반응기에 공급하고, 탈질 촉매를 가열할 수 있다.According to the embodiment described in (10), in the control method of an exhaust gas denitration device for reducing nitrogen oxides contained in engine exhaust gas discharged from a main engine mounted on a ship, the valve of the boiler exhaust gas control valve is opened Alternatively, a step of closing the valve and a step of controlling ON / OFF of the operation of the blower are provided. Accordingly, if necessary, the boiler exhaust gas discharged from the boiler can be supplied to the denitrification reactor and the denitration catalyst can be heated, if necessary.
본 발명의 적어도 하나의 실시형태에 의하면, 심플한 장치 구성으로, 고온의 배기 가스를 안정적으로 탈질 촉매에 공급할 수 있는 배기 가스 탈질 장치 및 배기 가스 탈질 장치의 제어 방법을 제공할 수 있다.According to at least one embodiment of the present invention, it is possible to provide an exhaust gas denitration device and a control method for an exhaust gas denitration device capable of stably supplying a high temperature exhaust gas to a denitration catalyst with a simple device configuration.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 관한 배기 가스 탈질 장치의 전체 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 관한 배기 가스 탈질 장치의 전체 구성도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 관한 제어 장치의 블록도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시형태에 관한 제어 장치의 블록도이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시형태에 관한 제어 장치의 제어 플로우도로서, 주기 엔진 기동시 또는 저부하 운전시에 있어서의 탈질 촉매의 가열 제어의 플로우를 나타낸 도면이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시형태에 관한 제어 장치의 제어 플로우도로서, 탈질 촉매의 재생시에 있어서의 탈질 촉매의 재생 제어의 플로우를 나타낸 도면이다.
도 7 은 본 발명의 일 실시형태에 관한 배기 가스 탈질 장치에 있어서, 보일러 배기 가스의 공급 타이밍 및 배기 가스 탈질 시스템의 작동 타이밍을 나타낸 타이밍 차트이다.
도 8 은 배기 유로에 있어서의 배기 유로측 분기 밸브와 배기 유로측 합류 밸브 사이의 구간에 퍼지 가스를 공급하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 9 는 퍼지 가스의 공급 타이밍을 설명하기 위한 타이밍 차트이다.
도 10 은 배기 가스 탈질 시스템의 작동 후에, 탈질 반응기에 보일러 배기 가스를 공급하는 상태를 나타낸 도면이다.1 is an overall configuration diagram of an exhaust gas denitration apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is an overall configuration diagram of an exhaust gas denitration apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of a control device according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram of a control device according to an embodiment of the present invention.
5 is a control flow diagram of a control apparatus according to an embodiment of the present invention, and is a diagram showing a flow of heating control of a denitration catalyst at the time of starting a main engine or at a low load operation.
6 is a control flow diagram of a control apparatus according to an embodiment of the present invention, and is a diagram showing a flow of regeneration control of a denitration catalyst during regeneration of the denitration catalyst.
7 is a timing chart showing a supply timing of a boiler exhaust gas and an operation timing of an exhaust gas denitration system in an exhaust gas denitration apparatus according to an embodiment of the present invention.
8 is a view showing a state in which a purge gas is supplied to a section between an exhaust flow path side branch valve and an exhaust flow path side confluence valve in an exhaust flow path.
9 is a timing chart for explaining the supply timing of the purge gas.
10 is a view showing a state in which a boiler exhaust gas is supplied to a denitrification reactor after the operation of the exhaust gas denitrification system.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 몇 가지 실시형태에 대하여 설명한다. 단, 실시형태로서 기재되어 있거나 또는 도면에 나타나 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대적 배치 등은, 본 발명의 범위를 이것에 한정하는 취지가 아니고, 단순한 설명예에 지나지 않는다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative arrangements of components described in the embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention to this, and are merely illustrative examples.
예를 들어, 「어느 방향으로」, 「어느 방향을 따라」, 「평행」, 「직교」, 「중심」, 「동심」 혹은 「동축」 등의 상대적 혹은 절대적인 배치를 나타내는 표현은, 엄밀하게 그러한 배치를 나타낼 뿐만 아니라, 공차, 혹은, 동일한 기능이 얻어지는 정도의 각도나 거리를 가지고 상대적으로 변위하고 있는 상태도 나타내는 것으로 한다.For example, expressions that indicate relative or absolute placement, such as "in any direction", "in any direction", "parallel", "orthogonal", "center", "concentric" or "coaxial", are strictly such In addition to showing the arrangement, it is also assumed that the state is relatively displaced with tolerances or angles or distances that achieve the same function.
예를 들어, 「동일」, 「동등하다」 및 「균질」 등의 사물이 동등한 상태인 것을 나타내는 표현은, 엄밀하게 동등한 상태를 나타낼 뿐만 아니라, 공차, 혹은, 동일한 기능이 얻어지는 정도의 차가 존재하고 있는 상태도 나타내는 것으로 한다.For example, expressions indicating that objects such as "equal," "equal," and "homogeneous" are in an equal state not only represent a strictly equivalent state, but also have tolerances or differences in the degree to which the same function is obtained. It is also assumed that the state is present.
예를 들어, 사각 형상이나 원통 형상 등의 형상을 나타내는 표현은, 기하학적으로 엄밀한 의미에서의 사각 형상이나 원통 형상 등의 형상을 나타낼 뿐만 아니라, 동일한 효과가 얻어지는 범위에서, 요철부나 모따기부 등을 포함하는 형상도 나타내는 것으로 한다.For example, an expression representing a shape such as a square shape or a cylindrical shape not only represents a shape such as a square shape or a cylindrical shape in a geometrically strict sense, but also includes irregularities, chamfers, and the like in a range where the same effect is obtained. It shall also be shown the shape to be said.
한편, 1 의 구성 요소를 「갖추다」, 「마련하다」, 「구비한다」, 「포함한다」, 또는, 「갖는다」 라는 표현은, 다른 구성 요소의 존재를 제외하는 배타적인 표현은 아니다.On the other hand, the expressions "equipped", "equipped", "equipped", "included", or "have" the components of 1 are not exclusive expressions excluding the existence of other components.
도 1 및 도 2 는, 본 발명의 일 실시형태에 관한 배기 가스 탈질 장치의 전체 구성도이다.1 and 2 are overall configuration diagrams of an exhaust gas denitration apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시형태에 관한 배기 가스 탈질 장치는, 선박 (1) 에 탑재되는 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스 중에 포함되는 질소 산화물을 환원하기 위한 배기 가스 탈질 장치 (10) 이다. 그리고, 본 발명의 일 실시형태에 관한 배기 가스 탈질 장치 (10 (10A, 10B)) 는, 도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 배기 유로 (11) 와, 배기 가스 탈질 시스템 (20) 과, 보일러 배기 가스 도류로 (12) 와, 보일러 배기 가스 제어 밸브 (13) 와, 송풍기 (14) 를 구비하고 있다.The exhaust gas denitration apparatus according to an embodiment of the present invention is an exhaust
주기 엔진 (2) 은, 예를 들어, 선박 (1) 에 탑재되는 선박용 2 스트로크 디젤 엔진으로서, 선박 (1) 에 항행하기 위한 추진력을 부여하기 위한 기관이다. 도시한 실시형태에서는, 주기 엔진 (2) 은, 실린더부 (도시 생략), 배기 매니폴드 (3), 과급기 (4), 배기 밸브 (도시 생략), 등을 가지고 있다. 주기 엔진 (2) 은, 배기 밸브가 밸브 열림함으로써, 실린더 내부의 연소실로부터 엔진 배기 가스를 배출하도록 구성되어 있다. 배출된 엔진 배기 가스는, 일단, 배기 매니폴드 (3) 에 도입되어 정압으로 변환된 후, 과급기 (4) 의 터빈부 (4a) 에 도입된다. 그리고, 터빈부 (4a) 의 내부에 배치되어 있는 터빈 동익 (도시 생략) 을 회전시킨 후, 터빈부 (4a) 로부터 배출된다.The
배기 유로 (11) 는, 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스가 흐르는 관형의 유로이다. 배기 유로 (11) 의 일단측은, 주기 엔진 (2) 의 터빈부 (4a) 의 출구측에 접속되어 있다. 배기 유로 (11) 의 타단측은, 엔진 배기 가스를 외부에 배출하기 위한 굴뚝에 접속하고 있다.The
배기 가스 탈질 시스템 (20) 은, 주기 엔진으로부터 배출되는 엔진 배기 가스 중에 포함되는 질소 산화물 (NOx) 을 환원하기 위한 탈질 시스템이다. 본 실시형태의 배기 가스 탈질 시스템 (20) 은, 예를 들어 선택 촉매 환원 (SCR) 시스템으로서, 도 1 및 도 2 에 나타낸 바와 같이, 환원제를 저장하는 환원제 저장 탱크 (22), 환원제 저장 탱크 (22) 에 저장되는 환원제를, 배기 유로 (11) 를 흐르는 엔진 배기 가스 중에 분사하는 환원제 분사 노즐 (24), 및 배기 유로 (11) 상에 형성되고, 엔진 배기 가스에 포함되는 질소 산화물을 환원하는 탈질 촉매 (26a) 를 갖는 탈질 반응기 (26) 를 포함하고 있다.The exhaust
환원제 저장 탱크 (22) 는, 환원제로서 예를 들어 요소수를 저장하고 있다. 그리고, 환원제 펌프 (23a) 가 구동하면, 환원제 저장 탱크 (22) 와 환원제 분사 노즐 (24) 을 접속하는 환원제 유로 (23) 를 통하여, 환원제 저장 탱크 (22) 에 저장되어 있는 환원제가 환원제 분사 노즐 (24) 에 공급된다. 그리고, 환원제 분사 노즐 (24) 로부터 배기 유로 (11) 의 내부를 향하여 환원제가 분사된다. 탈질 반응기 (26) 는, 배기 유로 (11) 에 있어서의 환원제 분사 노즐 (24) 의 하류측에 배치되어 있다. 탈질 반응기 (26) 는, 그 내부를 엔진 배기 가스가 통과하도록 구성된 통상의 부재로서, 그 입구측 및 출구측의 각각이 배기 유로 (11) 를 이루는 배기관에 접속되어 있다. 다시 말하면, 탈질 반응기 (26) 는, 그 내부에 있어서 배기 유로 (11) 의 일부를 형성하고 있다.The reducing
보일러 (8) 는, 예를 들어 선박 (1) 에 탑재되는 보조 보일러로서, 선박 (1) 에 있어서의 주기관 구동 이외의 보조기의 운전이나, 선내 공조 설비, 주방, 그 외 잡무에 사용하는 증기 등의 열 에너지를 선내에 공급하기 위한 것이다. 본 실시형태에서는, 1 개의 보일러 (8) 가 선박 (1) 에 탑재되어 있다. 이와 같은 보일러 (8) 는, 소정 정도 이상의 규모를 갖는 대부분의 선박에 있어서 탑재되어 있다.The
보일러 배기 가스 도류로 (12) 는, 상기 서술한 선박 (1) 에 탑재되는 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스를, 배기 유로 (11) 에 있어서의 탈질 반응기 (26) 의 상류측으로 도류하기 위한 관형의 유로이다. 도시한 실시형태에서는, 배기 유로 (11) 와 보일러 배기 가스 도류로 (12) 의 접속부 (12a) 는, 탈질 반응기 (26) 의 상류측이고, 또한, 환원제 분사 노즐 (24) 의 하류측에 위치하고 있다.The boiler exhaust
또한, 도시하지 않은 다른 실시형태에서는, 배기 유로 (11) 와 보일러 배기 가스 도류로 (12) 의 접속부 (12a) 는, 탈질 반응기 (26) 의 상류측이고, 또한, 환원제 분사 노즐 (24) 의 상류측에 위치하고 있다. 이와 같이 함으로써, 엔진 배기 가스와 보일러 배기 가스가 혼합한 배기 가스 (이하, 「엔진·보일러 혼합 배기 가스」 라고 부르는 경우가 있다) 에 대하여 직접 환원제를 분사할 수 있기 때문에, 엔진 배기 가스 중에 포함되는 질소 산화물뿐만 아니라, 보일러 배기 가스 중에 포함되는 질소 산화물에 대해서도, 탈질 촉매 (26a) 에 의해 효율적으로 환원할 수 있다.Moreover, in another embodiment not shown, the connecting
보일러 배기 가스 제어 밸브 (13) 는, 보일러 배기 가스 도류로에 있어서의 보일러 배기 가스의 흐름을 제어하기 위한 밸브이다. 보일러 배기 가스 제어 밸브 (13) 의 종류로는, 예를 들어, 밸브 개도를 조정함으로써 통과하는 보일러 배기 가스의 유량을 제어하는 제어 밸브나, 밸브체를 밸브 열림 (예를 들어 전개 (全開)) 또는 밸브 닫힘 (예를 들어 전폐 (全閉)) 함으로써, 통과하는 보일러 배기 가스의 유량을 0 % (통과시키지 않는다) 나 100 % (전체량 통과시킨다) 로 제어하는 개폐 밸브 등이 채용 가능하다.The boiler exhaust
도시한 실시형태에서는, 보일러 배기 가스 도류로 (12) 에는, 2 개의 보일러 배기 가스 제어 밸브 (13A, 13B) 가 배치되어 있다. 보일러 배기 가스 제어 밸브 (13A) 는, 배기 유로 (11) 와 보일러 배기 가스 도류로의 접속부 (12a) 의 하류측, 또한, 후술하는 송풍기 (14) 의 상류측에 배치되어 있고, 보일러 배기 가스 도류로 (12) 를 흐르는 보일러 배기 가스의 흐름을 제어하고 있다. 보일러 배기 가스 제어 밸브 (13B) 는, 보일러 (8) 의 보일러 배기 가스의 흐름 하류측이고, 보일러 배기 가스 도류로 (12) 와 보일러 배기 가스 배출로 (19) 의 분기부 (12b) 에 배치되어 있고, 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스의 흐름을 보일러 배기 가스 도류로 (12) 측 (밸브 열림측) 및 보일러 배기 가스 배출로 (19) 측 (밸브 닫힘측) 으로 전환하고 있다. 단, 보일러 배기 가스 제어 밸브 (13) 는, 적어도 1 개 배치되고 있으면 되고, 그 설치수는 특별히 한정되지 않는다.In the illustrated embodiment, two boiler exhaust
송풍기 (14) 는, 보일러 배기 가스 도류로 (12) 를 흐르는 보일러 배기 가스를 하류측으로 송풍하기 위한 장치로서, 예를 들어 유인 팬으로 이루어진다. 송풍기 (14) 는, 보일러 배기 가스 도류로 (12) 의 상류측을 흐르는 보일러 배기 가스를 흡인하여, 하류측으로 배출함으로써, 배기 유로 (11) 를 흐르는 엔진 배기 가스의 압력에 저항하여, 보일러 배기 가스 도류로 (12) 를 흐르는 보일러 배기 가스를 배기 유로 (11) 에 유출시킨다. 도시한 실시형태에서는, 송풍기 (14) 는, 상기 서술한 2 개의 보일러 배기 가스 제어 밸브 (13A, 13B) 사이에 배치되어 있다.The
또한, 도시한 실시형태에서는, 기관실의 저면에 주기 엔진 (2) 이 배치되어 있고, 환원제 분사 노즐 (24) 및 탈질 반응기 (26) 는, 기관실의 저면보다 1 단 높은 3rd 데크의 플로어면에 배치되어 있다. 또한, 보일러 (8) 는, 탈질 반응기 (26) 가 배치되어 있는 3rd 데크의 플로어면보다 1 단 높은 2nd 데크의 플로어면에 배치되어 있다. 배기 유로 (11) 는, 주기 엔진 (2) 이 배치되어 있는 기관실의 저면으로부터, 보일러 (8) 가 배치되어 있는 2nd 데크의 플로어면보다 1 단 높은 어퍼 데크의 플로어면을 향하여 연장되고, 엔진 배기 가스를 외부로 배출하기 위한 굴뚝에 접속하고 있다. 또한, 도시한 실시형태에 있어서, 환원제 분사 노즐 (24) 과 탈질 반응기 (26) 사이의 거리는, 분사된 환원제가 엔진 배기 가스와 충분히 혼합되는 데에 필요한 거리가 확보되어 있다.Further, in the illustrated embodiment, the
이와 같은 실시형태에 의하면, 배기 가스 탈질 장치 (10) 가, 선박 (1) 에 탑재되는 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스를, 배기 유로 (11) 에 있어서의 탈질 반응기 (26) 의 상류측으로 도류하는 보일러 배기 가스 도류로 (12) 와, 보일러 배기 가스 도류로 (12) 에 있어서의 보일러 배기 가스의 흐름을 제어하는 보일러 배기 가스 제어 밸브 (13A, 13B) 와, 보일러 배기 가스 도류로 (12) 를 흐르는 보일러 배기 가스를 하류측으로 송풍하는 송풍기 (14) 를 구비하고 있다.According to such an embodiment, the exhaust
따라서, 주기 엔진 (2) 의 기동시나 저부하 운전시 등의 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도가 낮은 운전 상태에 있어서, 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스를, 보일러 배기 가스 도류로 (12) 를 통하여, 탈질 반응기 (26) 까지 도류하여, 탈질 촉매 (26a) 를 가열할 수 있다.Therefore, the boiler exhaust gas discharged from the
또한, 선박 (1) 에 탑재되는 보일러 (8) 는, 발전용 디젤 엔진과 비교하여, 연소 상태가 대략 일정하고 안정적이다.Further, the
따라서, 이와 같은 실시형태에 의하면, 상기 서술한 특허문헌 2 에 기재되어 있는 저온 탈질 장치와 비교하여, 고온의 배기 가스를 안정적으로 탈질 촉매 (26a) 에 공급할 수 있다.Therefore, according to such embodiment, compared with the low-temperature denitration apparatus described in the above-mentioned
여기서, 탈질 반응기 (26) 에 공급되는 고온의 배기 가스의 종류로는, 후술하는 실시형태에 있어서 설명하는 바와 같이, 이하 (a) ∼ (c) 의 3 개를 들 수 있다.Here, as a kind of high-temperature exhaust gas supplied to the
(a) 엔진 배기 가스에 고온의 보일러 배기 가스가 혼합된 배기 가스 (엔진·보일러 혼합 배기 가스)(a) Exhaust gas in which high-temperature boiler exhaust gas is mixed with engine exhaust gas (engine / boiler mixed exhaust gas)
(b) 엔진 배기 가스만 (엔진 배기 가스가 고온인 경우)(b) Engine exhaust only (when engine exhaust is hot)
(c) 보일러 배기 가스만 (이 경우, 엔진 배기 가스는 후술하는 바이패스 유로 (15) 를 통하여 탈질 반응기 (26) 를 우회한다)(c) Boiler exhaust gas only (in this case, the engine exhaust gas bypasses the
또한, 통상적으로는, 발전용 디젤 엔진은 복수대 설치되어 있는 데에 반하여, 보일러의 설치수는 1 기만 설치되는 경우가 많아, 발전용 디젤 엔진보다 설치수가 적다.In addition, while a plurality of diesel engines for power generation are usually provided, the number of boiler installations is often only one, and the number of installations is smaller than that of a diesel engine for power generation.
따라서, 이와 같은 실시형태에 의하면, 상기 서술한 특허문헌 2 에 기재되어 있는 저온 탈질 장치와 비교하여, 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스를 탈질 촉매 (26a) 에 도류하기 위한 보일러 배기 가스 도류로 (12) 의 설치수가 적어도 되는 점에서, 심플한 장치 구성으로, 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스를 탈질 촉매 (26a) 에 공급할 수 있다.Therefore, according to this embodiment, compared with the low-temperature denitrification apparatus described in the above-mentioned
그런데, 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스의 압력은, 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 압력보다, 통상적으로는 낮다. 이 때문에, 보일러 (8) 와 주기 엔진 (2) 의 배기 유로 (11) 를 보일러 배기 가스 도류로 (12) 를 통하여 접속한 경우, 배기 유로 (11) 의 압력이 보일러 (8) 에 전파하고, 보일러 (8) 에 있어서의 보일러 배기 가스 흐름 하류측의 압력이 상승하여 보일러 (8) 의 연소 상태에 영향을 미칠 가능성이 있다.By the way, the pressure of the boiler exhaust gas discharged from the
이 문제에 대하여, 상기 서술한 실시형태에서는, 보일러 배기 가스 도류로 (12) 를 흐르는 보일러 배기 가스를 하류측으로 송풍하는 송풍기 (14) 를 구비하고 있다. 이에 의해, 배기 유로 (11) 의 압력이 보일러 (8) 에 전파하여 보일러 (8) 의 연소 상태에 영향을 미치는 것을 억제할 수 있게 되어 있다.Regarding this problem, in the above-described embodiment, a
몇 가지 실시형태에서는, 도 2 에 나타낸 바와 같이, 배기 가스 탈질 장치 (10B) 는, 배기 유로 (11) 에 있어서의 환원제 분사 노즐 (24) 로부터 환원제가 분사되는 위치의 상류측으로부터 분기하고, 배기 유로 (11) 에 있어서의 탈질 반응기 (26) 의 하류측에서 합류하는 바이패스 유로 (15) 와, 배기 유로 (11) 로부터 바이패스 유로 (15) 가 분기하는 분기부 (16) 에 있어서의 배기 유로 (11) 측에 형성되는 배기 유로측 분기 밸브 (16A) 와, 분기부 (16) 에 있어서의 바이패스 유로 (15) 측에 형성되는 바이패스 유로측 분기 밸브 (16B) 와, 배기 유로 (11) 와 바이패스 유로 (15) 가 합류하는 합류부 (17) 에 있어서의 배기 유로 (11) 측에 형성되는 배기 유로측 합류 밸브 (17A) 와, 합류부 (17) 에 있어서의 바이패스 유로 (15) 측에 형성되는 바이패스 유로측 합류 밸브 (17B) 를 추가로 구비한다.In some embodiments, as shown in FIG. 2, the exhaust
또한, 이 도 2, 및 후술하는 도 8, 도 10 에 있어서, 배기 유로측 분기 밸브 (16A), 바이패스 유로측 분기 밸브 (16B), 배기 유로측 합류 밸브 (17A), 바이패스 유로측 합류 밸브 (17B) 를 나타내는 밸브 기호에 있어서, 흰색칠은 밸브 열림 상태를 나타내고, 검은색칠은 밸브 닫힘 상태를 나타내고 있다.In addition, in FIG. 2 and FIGS. 8 and 10 described later, the exhaust flow path
이와 같은 실시형태에 의하면, 배기 유로측 분기 밸브 (16A), 바이패스 유로측 분기 밸브 (16B), 배기 유로측 합류 밸브 (17A), 및 바이패스 유로측 합류 밸브 (17B), 의 각각을 개폐함으로써, 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 흐름을, 배기 유로 (11) 측과 바이패스 유로 (15) 측으로 전환할 수 있다.According to such an embodiment, each of the exhaust flow path
따라서, 예를 들어, 선박 (1) 이, 환경 규제치가 엄격한 해역을 통과하고 있을 때에는 엔진 배기 가스의 흐름을 배기 유로 (11) 측으로 전환하고, 일반적인 해역을 항행하고 있을 때에는 엔진 배기 가스의 흐름을 바이패스 유로 (15) 측으로 전환하는 등, 항행하는 해역의 환경 규제치에 따라 엔진 배기 가스의 흐름을 전환하는 것도 가능하다.Therefore, for example, when the
몇 가지 실시형태에서는, 도 2 에 나타낸 바와 같이, 배기 유로 (11) 에 있어서의 배기 유로측 분기 밸브 (16A) 와 배기 유로측 합류 밸브 (17A) 사이의 구간에 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급 장치 (18) 를 추가로 구비한다.In some embodiments, as shown in FIG. 2, a purge gas supply for supplying a purge gas to a section between the exhaust flow path
도시한 실시형태에서는, 퍼지 가스 공급 장치 (18) 는, 퍼지 가스를 생성하는 퍼지 가스 생성기 (18A) 와, 생성된 퍼지 가스를 배기 유로 (11) 에 있어서의 배기 유로측 분기 밸브 (16A) 와 배기 유로측 합류 밸브 (17A) 사이의 구간에 도류하는 퍼지 가스 도류로 (18B) 와, 배기 유로 (11) 와 퍼지 가스 도류로 (18B) 의 접속부에 있어서의 퍼지 가스 도류로 (18B) 측에 배치되어 있는 퍼지 가스 공급 밸브 (18C) 로 이루어진다. 퍼지 가스로는, 질소 (N2) 등의 불활성 가스 외에, NOx 농도 및 SOx 농도가 각각 소정 농도 이하이고, 또한, 수분량이 소정량 이하인 기체를 사용할 수 있다. 또한, 도시한 실시형태에서는, 퍼지 가스 생성기는 보일러 (8) 가 배치되어 있는 것과 동일한 높이의 2nd 데크의 플로어면에 배치되어 있다.In the illustrated embodiment, the purge
이와 같은 실시형태에 의하면, 퍼지 가스 공급 장치 (18) 에 의해, 배기 유로 (11) 에 있어서의 배기 유로측 분기 밸브 (16A) 와 배기 유로측 합류 밸브 (17A) 사이의 구간에 퍼지 가스를 공급할 수 있다.According to this embodiment, the purge
따라서, 후술하는 바와 같이, 예를 들어 배기 가스 탈질 시스템 (20) 의 부작동시에 있어서, 배기 유로 (11) 에 있어서의 배기 유로측 분기 밸브 (16A) 와 배기 유로측 합류 밸브 (17A) 사이의 구간에 퍼지 가스를 공급함으로써, 밸브 닫힘 상태에 있는 배기 유로측 분기 밸브 (16A) 나 배기 유로측 합류 밸브 (17A) 로부터 배기 유로 (11) 측으로 흘러 나온 엔진 배기 가스가 탈질 촉매 (26a) 와 접촉함으로써 질산 (HNO3) 이 생성되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.Therefore, as will be described later, for example, during the non-operation of the exhaust
몇 가지 실시형태에서는, 도 2 에 나타낸 바와 같이, 배기 유로 (11) 에 있어서의 합류부 (17) 의 하류측에 배치되는 배기 가스 이코노마이저 (60) 를 추가로 구비한다.In some embodiments, as shown in FIG. 2, an
이 배기 가스 이코노마이저 (60) 는, 배기 유로 (11) 를 흐르는 엔진 배기 가스의 열 에너지를 회수하고, 물 등의 피가열 매체와 열 교환시키기 위한 장치이다. 도시한 실시형태에서는, 배기 가스 이코노마이저 (60) 는, 보일러 (8) 와 동일한 높이의 2nd 데크의 플로어면에 배치되어 있다. 그리고, 이 배기 가스 이코노마이저 (60) 에 의해 가열한 보일러수를 보일러 (8) 에 공급하도록 구성되어 있다.The
이와 같은 실시형태에 의하면, 배기 유로 (11) 에 있어서의 합류부 (17) 의 하류측에 배치되는 배기 가스 이코노마이저 (60) 에 의해, 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스가 배기 유로 (11) 및 바이패스 유로 (15) 의 어느 것을 통과한 경우에도, 엔진 배기 가스로부터 열 회수를 실시할 수 있다. 즉, 1 대의 배기 가스 이코노마이저 (60) 에 의해, 배기 유로 (11) 를 흐르는 엔진 배기 가스와, 바이패스 유로 (15) 를 흐르는 엔진 배기 가스의, 양방으로부터 열 회수를 실시할 수 있다.According to this embodiment, the engine exhaust gas discharged from the
<제어 장치 (40)><
도 3 및 도 4 는, 본 발명의 일 실시형태에 관한 제어 장치의 블록도이다. 도 5 는, 본 발명의 일 실시형태에 관한 제어 장치의 제어 플로우도로서, 주기 엔진 기동시 또는 저부하 운전시에 있어서의 제어의 플로우를 나타낸 도면이다. 도 6 은, 본 발명의 일 실시형태에 관한 제어 장치의 제어 플로우도로서, 주기 엔진 기동시 또는 저부하 운전시에 있어서의 제어의 플로우를 나타낸 도면이다.3 and 4 are block diagrams of a control device according to an embodiment of the present invention. 5 is a control flow diagram of a control apparatus according to an embodiment of the present invention, and is a diagram showing a flow of control at the time of starting a main engine or at a low load operation. 6 is a control flow diagram of a control device according to an embodiment of the present invention, and is a view showing a flow of control at the time of starting a main engine or at a low load operation.
본 발명의 일 실시형태에 관한 제어 장치 (40) 는, 예를 들어, 중앙 처리 장치 (CPU), 랜덤 액세스 메모리 (RAM), 리드 온리 메모리 (ROM), 및 I/O 인터페이스 등으로 이루어지는 마이크로 컴퓨터로서 구성된다.The
또한, 도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 관한 배기 가스 탈질 장치 (10) 에는, 엔진 배기 가스 압력 센서 (31), 보일러 배기 가스 압력 센서 (32), 엔진 배기 가스 온도 센서 (33), 보일러 배기 가스 온도 센서 (34), 탈질 반응기 온도 센서 (35) 등의 각종 센서류가 장착되어 있다.1 and 2, the exhaust
엔진 배기 가스 압력 센서 (31) 는, 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 압력을 측정하는 센서이다. 도시한 실시형태에서는, 엔진 배기 가스 압력 센서 (31) 는, 배기 유로 (11) 에 있어서의 탈질 반응기 (26) 의 상류측, 또한, 배기 유로 (11) 와 바이패스 유로 (15) 의 접속부 (12a), 또는 탈질 반응기 (26) 와 접속부 (12a) 사이에 배치되어 있다.The engine exhaust
보일러 배기 가스 압력 센서 (32) 는, 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스의 압력을 측정하는 센서이다. 도시한 실시형태에서는, 보일러 배기 가스 압력 센서 (32) 는, 보일러 (8) 의 하류측, 또한, 보일러 배기 가스 도류로 (12) 와 보일러 배기 가스 배출로 (19) 의 분기부 (12b) 의 상류측에 배치되어 있다.The boiler exhaust
엔진 배기 가스 온도 센서 (33) 는, 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도를 측정하는 센서이다. 도시한 실시형태에서는, 엔진 배기 가스 온도 센서 (33) 는, 환원제 분사 노즐 (24) 로부터 환원제가 분사되는 위치보다 상류측에, 도 2 에 나타내는 배기 가스 탈질 장치 (10) 에 있어서는, 배기 유로 (11) 로부터 바이패스 유로 (15) 가 분기하는 분기부 (16) 의 상류측에, 배치되어 있다.The engine exhaust
보일러 배기 가스 온도 센서 (34) 는, 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스의 온도를 측정하는 센서이다. 도시한 실시형태에서는, 보일러 배기 가스 온도 센서 (34) 는, 보일러 배기 가스 도류로 (12) 의 분기부 (12b) 의 하류측, 또한, 송풍기 (14) 의 상류측에 배치되어 있다. 탈질 반응기 온도 센서 (35) 는, 탈질 반응기 (26) 의 온도를 측정하는 센서이다. 도시한 실시형태에서는, 탈질 반응기 (26) 의 입구부에 배치되고, 탈질 반응기 (26) 의 입구부에 있어서의 분위기 온도를 측정하고 있다.The boiler exhaust
이들 각종 센서류로 측정된 데이터는, 유선 또는 무선의 통신 수단을 통하여, 제어 장치 (40) 에 송신되도록 되어 있다.The data measured by these various sensors are transmitted to the
몇 가지 실시형태에서는, 도 1 및 도 2 에 나타내는 배기 가스 탈질 장치 (10 (10A, 10B)) 에 있어서, 도 3 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도, 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스의 온도, 및 탈질 반응기 (26) 의 온도에 기초하여, 보일러 배기 가스 제어 밸브 (13) 의 밸브 열림 또는 밸브 닫힘과, 송풍기 (14) 의 운전의 ON/OFF 를 제어하는 제어 장치 (40) 를 추가로 구비한다.In some embodiments, in the exhaust gas denitration apparatus 10 (10A, 10B) shown in FIGS. 1 and 2, as shown in FIGS. 3 and 4, the exhaust gas of the engine exhausted from the
도 3 은, 특히, 주기 엔진 (2) 의 기동시 또는 저부하 운전시에 있어서 작동하는 경우의 구성을 나타낸 제어 장치 (40) 의 블록도이다. 그리고, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 제어 장치 (40) 는, 조작부 (41), 가열 실행 판정부 (42), 가열 필요 여부 판정부 (44), 보일러 배기 가스/엔진 배기 가스 비교부 (46), 보일러 배기 가스 온도 비교부 (47), 보일러 배기 가스 규정 온도 설정부 (48), 엔진 배기 가스 규정 온도 설정부 (49), 엔진 배기 가스 온도 비교부 (50), 탈질 반응기 규정 온도 설정부 (51) 를 포함하고 있다.FIG. 3 is a block diagram of the
또한, 여기서 「주기 엔진의 기동시」 란, 정지 상태에 있는 주기 엔진 (2) 을 기동시킨 후 소정 시간이 경과할 때까지 동안, 또는 소정의 부하까지 도달할 때까지의 동안이고, 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도 (본 실시형태에 있어서는, 상기 서술한 엔진 배기 가스 온도 센서 (33) 로 측정되는 엔진 배기 가스의 온도) 가 후술하는 제 2 규정 온도까지 달하지 않은 상태를 의미한다. 또한, 「주기 엔진의 저부하 운전시」 란, 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도가 제 2 규정 온도 미만의 상태로, 주기 엔진 (2) 이 계속해서 운전하고 있는 상태를 의미한다.Here, the term "at the start of the main engine" means that the
가열 필요 여부 판정부 (44) 는, 탈질 반응기 온도 센서 (35) 로부터 입력되는 탈질 반응기 (26) 의 온도 (탈질 반응기 (26) 의 입구부에 있어서의 분위기 온도) 와, 탈질 반응기 규정 온도 설정부 (51) 에 있어서 미리 설정되는 설정 온도를 비교하여, 탈질 촉매 (26a) 를 가열할 필요가 있는지에 대한 필요 여부의 판정을 실시하는 판정부이다. 예를 들어, 탈질 반응기 (26) 의 온도가 탈질 촉매 (26a) 의 활성 온도인 제 1 규정 온도 미만인 경우에는, 탈질 촉매 (26a) 의 가열이 필요한 것으로 판정한다. 탈질 반응기 (26) 의 온도가 제 1 규정 온도 이상인 경우에는, 탈질 촉매 (26a) 의 가열은 불필요한 것으로 판정한다. 그리고, 그 판정 결과를 후술하는 가열 실행 판정부 (42) 에 출력하도록 구성되어 있다.The heating
가열 실행 판정부 (42) 는, 상기 서술한 가열 필요 여부 판정부 (44) 에 있어서 탈질 촉매 (26a) 의 가열이 필요한 것으로 판정된 경우에, 실제로 탈질 촉매 (26a) 의 가열을 실행할지 여부의 판정을 실시하는 판정부이다. 가열 실행 판정부 (42) 는, 보일러 배기 가스 온도 비교부 (47) 로부터의 출력, 및 엔진 배기 가스 온도 비교부 (50) 로부터의 출력에 기초하여, 보일러 배기 가스에 의한 탈질 촉매 (26a) 의 가열을 실행할지 여부의 판정을 실시한다.When the heating
예를 들어, 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도는, 제 2 규정 온도보다 낮은 경우가 많지만, 주기 엔진 (2) 의 운전 상태에 따라서는, 엔진 배기 가스의 온도가 제 2 규정 온도보다 높은 경우도 있을 수 있다. 이와 같은 경우에는, 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스에 의해 탈질 촉매 (26a) 를 제 1 규정 온도까지 가열할 수 있기 때문에, 보일러 배기 가스에 의한 가열을 실행하지 않는 것으로 판정한다.For example, although the temperature of the engine exhaust gas discharged from the
또한, 예를 들어, 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스의 온도가 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도보다 낮은 경우에는, 보일러 배기 가스에 의한 가열을 할 수 없는 상태이기 때문에, 보일러 배기 가스에 의한 가열을 실행하지 않는 것으로 판정한다.Further, for example, when the temperature of the boiler exhaust gas discharged from the
또한, 예를 들어, 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스의 온도가, 보일러 배기 가스를 탈질 반응기 (26) 에 공급한 경우에 탈질 촉매 (26a) 를 제 1 규정 온도까지 가열하는 데에 필요한 온도를 하회하는 것과 같은 경우에도, 가열을 실행하지 않는 것으로 판정하도록 구성해도 된다.Further, for example, when the temperature of the boiler exhaust gas discharged from the
그 이외의 경우에는, 보일러 배기 가스에 의한 탈질 촉매 (26a) 의 가열을 실행하는 것으로 판정한다.In other cases, it is determined that the
또한, 여기서 제 2 규정 온도란, 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스를 탈질 반응기 (26) 에 공급한 경우에 있어서, 탈질 촉매 (26a) 를 그 활성 온도인 제 1 규정 온도까지 가열하는 데에 필요한 엔진 배기 가스의 온도이다. 이 제 2 규정 온도는, 제 1 규정 온도와 동일하거나, 그것보다 높은 온도로서 설정된다. 예를 들어, 본 실시형태와 같이, 엔진 배기 가스 온도 센서 (33) 에 의해 엔진 배기 가스의 온도를 측정하는 경우로서, 엔진 배기 가스 온도 센서 (33) 로부터 탈질 반응기 (26) 까지의 구간에 있어서의 배기관으로부터의 방열 등에 의한 온도 저하를 무시할 수 없는 것과 같은 경우에는, 제 2 규정 온도는, 이 방열에 의한 온도 저하를 전망하여, 제 1 규정 온도보다 높은 온도로서 설정된다. 엔진 배기 가스 온도 센서 (33) 로부터 탈질 반응기 (26) 까지의 배기관으로부터의 방열 등에 의한 온도 저하를 무시할 수 있는 것과 같은 경우에는, 제 2 규정 온도는 제 1 규정 온도와 동일한 온도로 설정된다.Here, the second prescribed temperature means that when the engine exhaust gas discharged from the
조작부 (41) 는, 보일러 배기 가스 제어 밸브 (13) 의 개도를 제어함과 함께, 송풍기 (14) 의 ON/OFF 및 그 회전수를 제어하기 위한 제어부이다. 조작부 (41) 는, 가열 실행 판정부 (42) 로부터 출력되는 가열 실행의 필요 여부의 판정 결과에 기초하여, 보일러 배기 가스 제어 밸브 (13) 를 밸브 열림 또는 밸브 닫힘함과 함께, 송풍기 (14) 의 운전의 ON/OFF 를 제어한다. 가열 실행이 「필요」 라고 판정된 경우에는, 보일러 배기 가스 제어 밸브 (13) 를 밸브 열림함과 함께, 송풍기 (14) 의 운전을 ON 으로 한다. 가열 실행이 「불필요」 라고 판정된 경우에는, 보일러 배기 가스 제어 밸브 (13) 를 밸브 닫힘함과 함께, 송풍기 (14) 의 운전을 OFF 로 한다. 또한, 조작부 (41) 는, 보일러 배기 가스/엔진 배기 가스 비교부 (46) 로부터 출력되는, 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 압력과 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스의 압력의 비교 결과 (차압) 에 기초하여, 송풍기 (14) 의 회전수를 제어한다. 송풍기 (14) 의 회전수는, 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 압력에 저항하여, 보일러 배기 가스를 배기 유로 (11) 에 유출시키는 데에 필요한 회전수로 제어된다. 구체적으로는, 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 압력과 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스의 압력의 차압이 클 수록, 회전수가 높아지도록 제어된다. 이 회전수의 산출은, 예를 들어, 차압과 회전수의 관계를 규정한 맵에 기초하여 산출된다. 또한, 예를 들어, 탈질 반응기 온도 센서 (35) 로 측정되는 탈질 반응기 (26) 의 온도를 목표 온도 (예를 들어 제 1 규정 온도) 로 제어하기 위하여, 피드백 제어, 혹은 주기 엔진 (2) 의 출력 변동을 포함하는 외란을 보상하는 피드 포워드 제어에 의해, 송풍기 (14) 의 회전수를 제어하도록 구성해도 된다.The
보일러 배기 가스/엔진 배기 가스 비교부 (46) 는, 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 압력과, 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스의 압력을 비교하는 비교부이다. 보일러 배기 가스/엔진 배기 가스 비교부 (46) 에는, 엔진 배기 가스 압력 센서 (31) 로 측정된 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 압력과, 보일러 배기 가스 압력 센서 (32) 로 측정된 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스의 압력이 입력되도록 되어 있다. 그리고, 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 압력과, 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스의 압력의 차압을 조작부 (41) 에 출력하도록 구성되어 있다.The boiler exhaust gas / engine exhaust
보일러 배기 가스 온도 비교부 (47) 는, 보일러 배기 가스 온도 센서 (34) 로부터 입력되는 보일러 배기 가스의 온도와, 보일러 배기 가스 규정 온도 설정부 (48) 에 있어서 미리 설정되는 설정 온도를 비교하는 비교부이다. 보일러 배기 가스 규정 온도 설정부 (48) 에서 설정되는 설정 온도는, 예를 들어, 보일러 배기 가스를 탈질 반응기 (26) 에 공급한 경우에 있어서, 탈질 촉매 (26a) 를 제 1 규정 온도까지 가열하는 데에 필요한 보일러 배기 가스의 온도이다. 그리고, 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스의 온도, 및 보일러 배기 가스의 온도와 보일러 배기 가스 규정 온도 설정부 (48) 에서 설정되는 설정 온도의 비교 결과를, 가열 실행 판정부 (42) 에 출력하도록 구성되어 있다.The boiler exhaust gas
엔진 배기 가스 온도 비교부 (50) 는, 엔진 배기 가스 온도 센서 (33) 로부터 입력되는 엔진 배기 가스의 온도와, 엔진 배기 가스 규정 온도 설정부 (49) 에 있어서 미리 설정되는 설정 온도를 비교하는 비교부이다. 엔진 배기 가스 규정 온도 설정부 (49) 에서 설정되는 설정 온도는, 예를 들어, 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스를 탈질 반응기 (26) 에 공급한 경우에 있어서, 탈질 촉매 (26a) 를 제 1 규정 온도까지 가열하는 데에 필요한 엔진 배기 가스의 온도인 상기 서술한 제 2 규정 온도이다. 그리고, 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도, 및 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도와 엔진 배기 가스 규정 온도 설정부 (49) 에서 설정되는 설정 온도의 비교 결과를, 가열 실행 판정부 (42) 에 출력하도록 구성되어 있다.The engine exhaust gas
이와 같은 도 3 에 나타나는 제어 장치 (40) 의 제어 플로우에 대해서는, 후술하는 도 5 에 있어서 설명한다.The control flow of the
도 4 는, 특히, 탈질 촉매 (26a) 의 재생시에 있어서 작동하는 경우의 구성을 나타낸 제어 장치 (40) 의 블록도이다. 그리고, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 제어 장치 (40) 는, 조작부 (41), 재생 실행 판정부 (43), 재생 필요 여부 판정부 (45), 보일러 배기 가스/엔진 배기 가스 비교부 (46), 보일러 배기 가스 온도 비교부 (47), 보일러 배기 가스 규정 온도 설정부 (48), 엔진 배기 가스 규정 온도 설정부 (49), 엔진 배기 가스 온도 비교부 (50), 탈질 반응기 차압 산출부 (52), 탈질 촉매 재생 비교부 (53), 연속 운전 시간 카운트부 (54), 탈질 촉매 재생 간격 카운트부 (55) 를 포함하고 있다.4 is a block diagram of the
재생 필요 여부 판정부 (45) 는, 탈질 반응기 차압 센서 (36) 로부터 입력되는 탈질 반응기 (26) 의 전후 차압과, 탈질 반응기 차압 산출부 (52) 에 있어서 산출되는 차압의 비교 결과에 기초하여, 탈질 촉매 (26a) 를 재생할 필요가 있는지에 대한 필요 여부의 판정을 실시하는 판정부이다. 탈질 반응기 차압 산출부 (52) 에서는, ECU (도시 생략) 등으로부터 출력되는, 엔진 회전수나 토크 등에 관한 엔진 운전 부하 신호 (37) 에 기초하여, 당해 운전 상태에 있어서의 적정한 차압 (탈질 촉매 (26a) 의 피독이 진행되지 않고 있다고 판단 가능한 차압) 을 산출한다. 그리고, 예를 들어, 탈질 반응기 (26) 의 전후 차압이 탈질 반응기 차압 산출부 (52) 에서 산출된 산출 차압 이상인 경우에는, 탈질 촉매 (26a) 의 피독이 진행되고 있는 것으로 판단하여, 탈질 촉매 (26a) 의 재생이 필요한 것으로 판정한다. 탈질 반응기 (26) 의 전후 차압이 산출 차압 미만인 경우에는, 탈질 촉매 (26a) 의 재생이 불필요한 것으로 판정한다. 그리고, 그 판정 결과를 후술하는 재생 실행 판정부 (43) 에 출력하도록 구성되어 있다.The regeneration
또한, 재생 필요 여부 판정부 (45) 는, 탈질 촉매 재생 비교부 (53) 로부터의 출력에 기초하여, 탈질 촉매 (26a) 를 재생할 필요가 있는지에 대한 필요 여부의 판정을 실시한다. 탈질 촉매 재생 비교부 (53) 는, 연속 운전 시간 카운트부 (54) 로부터 출력되는 연속 운전 시간과 규정의 연속 운전 시간을 비교함과 함께, 탈질 촉매 재생 간격 카운트부 (55) 로부터 출력되는 전회 재생으로부터 경과 시간과 규정의 재생 간격을 비교하는 비교부이다. 그리고, 카운트된 연속 운전 시간이 규정의 연속 운전 시간을 초과한 경우, 및 카운트된 전회 재생으로부터의 경과 시간이 규정의 재생 간격을 초과한 경우의 적어도 어느 일방에 해당한 경우에, 그 비교 결과를 재생 필요 여부 판정부 (45) 에 출력한다. 탈질 촉매 재생 비교부 (53) 로부터 이와 같은 출력을 받은 재생 필요 여부 판정부 (45) 는, 예를 들어 탈질 반응기 (26) 의 전후 차압이 산출 차압 미만인 경우에도, 탈질 촉매 (26a) 를 재생할 필요가 있는 것으로 판정한다.Further, the regeneration
여기서 「탈질 촉매의 재생시」 란, 피독에 의해 성능이 저하한 탈질 촉매 (26a) 의 성능을 회복시키기 위한 처치를 강구하고 있는 상태를 의미하고, 구체적으로는, 탈질 촉매 (26a) 의 표면에 부착한 산성황산암모늄을 가열하여 제거하기 위해서, 탈질 촉매 (26a) 를 재생하는 데에 필요한 온도 (재생 온도) 인 제 3 규정 온도 이상으로 탈질 촉매 (26a) 를 가열하고 있는 상태를 의미한다. 탈질 촉매 (26a) 가 피독되어 있는지 여부는, 예를 들어, 탈질 반응기 (26) 의 전후 차압이 소정치 이상인 경우에, 탈질 촉매 (26a) 가 피독되어 있는 것으로 판정한다. 또한 예를 들어, 탈질 반응기 (26) 의 전후에 있어서의 NOx 농도차가 소정치 미만이 된 경우에, 탈질 촉매 (26a) 가 피독되어 있는 것으로 판정하도록 구성해도 된다.Here, "when regenerating the denitration catalyst" means a state in which measures are taken to restore the performance of the
재생 실행 판정부 (43) 는, 상기 서술한 재생 필요 여부 판정부 (45) 에 있어서 탈질 촉매 (26a) 의 재생이 필요한 것으로 판정된 경우에, 실제로 탈질 촉매 (26a) 의 재생을 실행할지 여부의 판정을 실시하는 판정부이다. 재생 실행 판정부 (43) 는, 보일러 배기 가스 온도 비교부 (47) 로부터의 출력, 및 엔진 배기 가스 온도 비교부 (50) 로부터의 출력에 기초하여, 보일러 배기 가스에 의한 탈질 촉매 (26a) 의 재생을 실행할지 여부의 필요 불필요 판정을 실시한다.When the regeneration
예를 들어, 탈질 반응기 (26) 의 온도가 제 3 규정 온도보다 높은 경우에는, 이미 탈질 촉매 (26a) 가 재생 상태에 있는 것으로 생각되기 때문에, 보일러 배기 가스에 의한 가열을 실행하지 않는 것으로 판정한다.For example, when the temperature of the
또한, 예를 들어, 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도는, 제 4 규정 온도보다 낮은 경우가 대부분이지만, 주기 엔진 (2) 의 운전 상태에 따라서는, 엔진 배기 가스의 온도가 제 4 규정 온도보다 높은 경우도 있을 수 있다. 이와 같은 경우에는, 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스에 의해 탈질 촉매 (26a) 를 제 3 규정 온도까지 가열할 수 있기 때문에, 보일러 배기 가스에 의한 재생을 실행하지 않는 것으로 판정한다.Further, for example, the temperature of the engine exhaust gas discharged from the
또한, 예를 들어, 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스의 온도가 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도보다 낮은 경우에는, 보일러 배기 가스에 의한 가열을 할 수 없는 상태이기 때문에, 보일러 배기 가스에 의한 재생을 실행하지 않는 것으로 판정한다.Further, for example, when the temperature of the boiler exhaust gas discharged from the
또한, 예를 들어, 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스의 온도가, 보일러 배기 가스를 탈질 반응기 (26) 에 공급한 경우에 탈질 촉매 (26a) 를 제 3 규정 온도까지 가열하는 데에 필요한 온도를 하회하는 것과 같은 경우에도, 재생을 실행하지 않는 것으로 판정하도록 구성해도 된다.Further, for example, when the temperature of the boiler exhaust gas discharged from the
그 이외의 경우에는, 보일러 배기 가스에 의한 탈질 촉매 (26a) 의 재생을 실행하는 것으로 판정한다.In other cases, it is determined to regenerate the
또한, 여기서 제 4 규정 온도란, 주기 엔진으로부터 배출되는 엔진 배기 가스를 탈질 반응기 (26) 에 공급한 경우에 있어서, 탈질 촉매 (26a) 를 제 3 규정 온도까지 가열하는 데에 필요한 엔진 배기 가스의 온도이다. 이 제 4 규정 온도는, 제 3 규정 온도와 동일하거나, 그것보다 높은 온도로서 설정된다. 예를 들어, 본 실시형태와 같이, 엔진 배기 가스 온도 센서 (33) 에 의해 엔진 배기 가스의 온도를 측정하는 경우로서, 엔진 배기 가스 온도 센서 (33) 로부터 탈질 반응기 (26) 의 구간에 있어서의 배기관으로부터의 방열 등에 의한 온도 저하를 무시할 수 없는 것과 같은 경우에는, 제 4 규정 온도는, 이 방열에 의한 온도 저하를 전망하여, 제 3 규정 온도보다 높은 온도로서 설정된다. 엔진 배기 가스 온도 센서 (33) 로부터 탈질 반응기 (26) 까지의 배기관으로부터의 방열 등에 의한 온도 저하를 무시할 수 있는 것과 같은 경우에는, 제 4 규정 온도는 제 3 규정 온도와 동일한 온도로 설정된다.Here, the fourth prescribed temperature means the amount of engine exhaust gas required to heat the
조작부 (41) 는, 보일러 배기 가스 제어 밸브 (13) 의 개도를 제어함과 함께, 송풍기 (14) 의 ON/OFF 및 그 회전수를 제어하기 위한 제어부이다. 조작부 (41) 는, 재생 실행 판정부 (43) 로부터 출력되는 가열 실행의 필요 여부의 판정 결과에 기초하여, 보일러 배기 가스 제어 밸브 (13) 를 밸브 열림 또는 밸브 닫힘함과 함께, 송풍기 (14) 의 운전의 ON/OFF 를 제어한다. 재생 실행이 「필요」 라고 판정된 경우에는, 보일러 배기 가스 제어 밸브 (13) 를 밸브 열림함과 함께, 송풍기 (14) 의 운전을 ON 으로 한다. 재생 실행이 「불필요」 라고 판정된 경우에는, 보일러 배기 가스 제어 밸브 (13) 를 밸브 닫힘함과 함께, 송풍기 (14) 의 운전을 OFF 로 한다. 또한, 조작부 (41) 는, 보일러 배기 가스/엔진 배기 가스 비교부 (46) 로부터 출력되는, 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 압력과 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스의 압력의 비교 결과 (차압) 에 기초하여, 송풍기 (14) 의 회전수를 제어한다. 송풍기 (14) 의 회전수는, 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 압력에 저항하여, 보일러 배기 가스를 배기 유로 (11) 에 유출시키는 데에 필요한 회전수로 제어된다. 구체적으로는, 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 압력과 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스의 압력의 차압이 클 수록, 회전수가 높아지도록 제어된다. 이 회전수의 산출은, 예를 들어, 차압과 회전수의 관계를 규정한 맵에 기초하여 산출된다. 또한, 예를 들어, 탈질 반응기 온도 센서 (35) 로 측정되는 탈질 반응기 (26) 의 온도를 목표 온도 (예를 들어 제 3 규정 온도) 로 제어하기 위하여, 피드백 제어, 혹은 주기 엔진 (2) 의 출력 변동을 외란으로 하는 피드 포워드 제어에 의해, 송풍기 (14) 의 회전수를 제어하도록 구성해도 된다.The
보일러 배기 가스 온도 비교부 (47) 는, 도 3 에 나타낸 실시형태와 동일하게, 보일러 배기 가스 온도 센서 (34) 로부터 입력되는 보일러 배기 가스의 온도와, 보일러 배기 가스 규정 온도 설정부 (48) 에 있어서 미리 설정되는 설정 온도를 비교하는 비교부이다. 보일러 배기 가스 규정 온도 설정부 (48) 에서 설정되는 설정 온도는, 예를 들어, 보일러 배기 가스를 탈질 반응기 (26) 에 공급한 경우에 있어서, 탈질 촉매 (26a) 를 제 3 규정 온도까지 가열하는 데에 필요한 온도이다. 그리고, 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스의 온도, 및 보일러 배기 가스의 온도와 보일러 배기 가스 규정 온도 설정부 (48) 에서 설정되는 설정 온도의 비교 결과를, 재생 실행 판정부 (43) 에 출력하도록 구성되어 있다.The boiler exhaust
엔진 배기 가스 온도 비교부 (50) 는, 도 3 에 나타낸 실시형태와 동일하게, 엔진 배기 가스 온도 센서 (33) 로부터 입력되는 엔진 배기 가스의 온도와, 엔진 배기 가스 규정 온도 설정부 (49) 에 있어서 미리 설정되는 설정 온도를 비교하는 비교부이다. 엔진 배기 가스 규정 온도 설정부 (49) 에서 설정되는 설정 온도는, 예를 들어, 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스를 탈질 반응기 (26) 에 공급한 경우에 있어서, 탈질 촉매 (26a) 를 제 3 규정 온도까지 가열하는 데에 필요한 엔진 배기 가스의 온도인 상기 서술한 제 4 규정 온도이다. 그리고, 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도, 및 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도와 엔진 배기 가스 규정 온도 설정부 (49) 에서 설정되는 설정 온도의 비교 결과를, 재생 실행 판정부 (43) 에 출력하도록 구성되어 있다.The engine exhaust
이와 같은 도 4 에 나타나는 제어 장치 (40) 의 제어 플로우에 대해서는, 후술하는 도 6 에 있어서 설명한다.The control flow of the
도 5 는, 본 발명의 일 실시형태에 관한 제어 장치의 제어 플로우도로서, 주기 엔진 기동시 또는 저부하 운전시에 있어서의 탈질 촉매의 가열 제어의 플로우를 나타낸 도면이다.5 is a control flow diagram of a control device according to an embodiment of the present invention, and is a view showing a flow of heating control of a denitration catalyst at the time of starting a main engine or at a low load operation.
도 5 에 나타낸 바와 같이, 주기 엔진 기동시 또는 저부하 운전시 (S51) 에는, 가열 필요 여부 판정부 (44) 에 있어서, 탈질 반응기 온도 센서 (35) 로부터 입력되는 탈질 반응기 (26) 의 온도와, 탈질 반응기 규정 온도 설정부 (51) 에 있어서 미리 설정되는 설정 온도 (제 1 규정 온도) 를 비교한다. 그리고, 탈질 반응기 (26) 의 온도가 탈질 촉매 (26a) 의 활성 온도인 제 1 규정 온도 미만인 경우 (S52 에 있어서 「YES」) 에는, 다음 스텝 (S53) 으로 진행된다. 탈질 반응기 (26) 의 온도가 탈질 촉매 (26a) 의 활성 온도인 제 1 규정 온도 이상인 경우 (S53 에 있어서 「YES」) 에는, 탈질 촉매 (26a) 의 가열은 불필요하기 때문에, 보일러 배기 가스에 의한 탈질 촉매 (26a) 의 가열 제어는 실시하지 않고, 제어를 종료한다.As shown in Fig. 5, at the time of starting the main engine or at the time of low-load operation (S51), the temperature of the
다음으로, 가열 실행 판정부 (42) 에 있어서, 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도가, 제 2 규정 온도 미만인지를 비교한다 (S53). 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도가, 제 2 규정 온도 미만인 경우 (S53 에 있어서 「YES」) 에는, 다음 스텝 (S54) 으로 진행된다. 엔진 배기 가스의 온도가 제 2 규정 온도 이상인 경우 (S53 에 있어서 「NO」) 에는, 엔진 배기 가스에 의해서만 탈질 반응기 (26) 의 온도를 제 1 규정 온도까지 가열할 수 있기 때문에, 보일러 배기 가스에 의한 탈질 촉매 (26a) 의 가열 제어는 실시하지 않고, 제어를 종료한다.Next, in the heating
또한 다음으로, 가열 실행 판정부 (42) 에 있어서, 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스의 온도와 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도를 비교한다 (S54). 보일러 배기 가스의 온도가 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도 이상인 경우 (S54 에 있어서 「YES」) 에는, 다음 스텝 (S55) 으로 진행된다. 보일러 배기 가스의 온도가 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도 미만인 경우 (S54 에 있어서 「NO」) 에는, 보일러 배기 가스에 의한 가열을 할 수 없는 상태이기 때문에, 보일러 배기 가스에 의한 탈질 촉매 (26a) 의 가열 제어는 실시하지 않고, 제어를 종료한다.Further, next, in the heating
또한, 설명의 편의 상, S53 후에 S54 를 실행하는 것으로서 설명했지만, 상기 S53 과 S54 의 순서는 이것에 한정되지 않는다. S53 보다 S54 를 먼저 실행해도 되고, 양 스텝을 동시에 실행해도 된다.In addition, for convenience of description, although it was described as executing S54 after S53, the order of S53 and S54 is not limited to this. S54 may be executed before S53, or both steps may be executed simultaneously.
그리고, 조작부 (41) 에 있어서, 보일러 배기 가스 제어 밸브 (13) 를 개방함과 함께, 송풍기 (14) 를 기동한다 (S55). 그리고, 보일러 배기 가스를 탈질 반응기 (26) 에 공급하고 (S56), 탈질 반응기 (26) 를 고온의 보일러 배기 가스에 의해 가열한다.Then, in the
보다 상세하게 설명하면, 보일러 배기 가스 제어 밸브 (13) 를 개방하고, 송풍기 (14) 를 기동하면, 보일러 (8) 로부터 배출된 보일러 배기 가스가, 보일러 배기 가스 도류로 (12) 를 통하여, 배기 유로 (11) 에 있어서의 탈질 반응기 (26) 의 상류측으로 도류된다. 그리고, 배기 유로 (11) 를 흐르는 엔진 배기 가스와 보일러 배기 가스가 혼합하여, 엔진 배기 가스보다 고온의 배기 가스 (엔진·보일러 혼합 배기 가스) 가 생성된다. 그리고, 이 고온의 배기 가스 (엔진·보일러 혼합 배기 가스) 가 탈질 반응기 (26) 에 공급됨으로써 (S56), 탈질 반응기 (26) 가 가열된다.In more detail, when the boiler exhaust
또한, 상기 서술한 바이패스 유로 (15) 를 통하여 엔진 배기 가스를 우회시키고, 탈질 반응기 (26) 에 고온의 보일러 배기 가스만을 공급함으로써 (S56), 탈질 반응기 (26) 를 가열하도록 제어해도 된다.Further, the engine exhaust gas may be bypassed through the
그리고, 탈질 반응기 (26) 의 온도가 제 1 규정 온도에 이를 때까지, 보일러 배기 가스를 탈질 반응기 (26) 에 계속해서 공급한다 (S57).Then, until the temperature of the
또한, 탈질 반응기 (26) 의 온도가 제 1 규정 온도에 이른 후에 있어서도, 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도가, 제 2 규정 온도 이상으로 상승할 때까지의 동안, 보일러 배기 가스를 탈질 반응기 (26) 에 계속해서 공급하도록 해도 된다 (S58).Further, even after the temperature of the
그리고, 탈질 반응기 (26) 의 온도가 제 1 규정 온도에 이르고, 또한, 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도가, 제 2 규정 온도 이상으로 상승한 경우 (S57, S58 에 있어서 「YES」) 에는, 탈질 촉매 (26a) 가 안정적으로 작동 가능한 조건이 갖추어진 것으로 하여, 보일러 배기 가스 제어 밸브 (13) 를 폐지함과 함께, 송풍기 (14) 를 정지하고 (S59), 일련의 보일러 배기 가스에 의한 탈질 촉매 (26a) 의 가열 제어를 종료한다.Then, when the temperature of the
도 6 은, 본 발명의 일 실시형태에 관한 제어 장치의 제어 플로우도로서, 탈질 촉매의 재생시에 있어서의 탈질 촉매의 재생 제어의 플로우를 나타낸 도면이다.6 is a control flow diagram of a control device according to an embodiment of the present invention, and is a diagram showing a flow of regeneration control of a denitration catalyst during regeneration of the denitration catalyst.
도 6 에 나타낸 바와 같이, 탈질 촉매 (26a) 의 재생시 (S61) 에는, 재생 필요 여부 판정부 (45) 에 있어서, 탈질 반응기 차압 센서 (36) 로부터 입력되는 탈질 반응기 (26) 의 전후 차압과, 탈질 반응기 차압 산출부 (52) 에 있어서 산출되는 산출 차압을 비교한다 (S62). 그리고, 탈질 반응기 (26) 의 전후 차압이 산출 차압 미만인 경우 (S62 에 있어서 「YES」) 에는, 다음 스텝으로 진행된다.As shown in Fig. 6, at the time of regeneration of the
다음으로, 탈질 촉매 재생 비교부 (53) 에 있어서, 연속 운전 시간 카운트부 (54) 로부터 출력되는 연속 운전 시간과 규정의 연속 운전 시간을 비교한다 (S63). 그리고, 연속 운전 시간 카운트부 (54) 로부터 출력되는 연속 운전 시간이 규정의 연속 운전 시간 미만인 경우 (S63 에 있어서 「YES」) 에는, 다음 스텝으로 진행된다.Next, in the denitration catalyst
다음으로, 탈질 촉매 재생 비교부 (53) 에 있어서, 탈질 촉매 재생 간격 카운트부 (55) 로부터 출력되는 전회 재생으로부터 경과 시간과 규정의 재생 간격을 비교한다 (S64). 그리고, 탈질 촉매 재생 간격 카운트부 (55) 로부터 출력되는 전회 재생으로부터 경과 시간이 규정의 재생 간격 미만인 경우 (S64 에 있어서 「YES」) 에는, 탈질 촉매 (26a) 의 재생은 실행하지 않고 (S65), 제어를 종료한다.Next, in the denitration catalyst
또한, 설명의 편의 상, S62, S63, S64 의 순서로 실행하는 것으로서 설명했지만, 상기 S62 ∼ S64 의 순서는 이것에 한정되지 않는다. S62 ∼ S64 의 순서를 바꾸어도 되고, S62 ∼ S64 를 동시에 실행해도 된다.In addition, for convenience of description, although it was described as being executed in the order of S62, S63 and S64, the order of S62 to S64 is not limited to this. The order of S62 to S64 may be changed, or S62 to S64 may be executed simultaneously.
상기 S62 ∼ S64 에 있어서의 적어도 1 개의 스텝에 있어서 「NO」 라고 판정된 경우에는, 탈질 촉매 (26a) 의 재생을 실행한다 (S66).When it is determined as "NO" in at least one step in S62 to S64, regeneration of the
재생 실행 판정부 (43) 에 있어서, 탈질 반응기 (26) 의 온도가 제 3 규정 온도 미만인지를 비교한다 (S67). 탈질 반응기 (26) 의 온도가 제 3 규정 온도 미만인 경우 (S67 에 있어서 「YES」) 에는, 다음 스텝 (S68) 으로 진행된다. 탈질 반응기 (26) 의 온도가 제 3 규정 온도 이상인 경우 (S67 에 있어서 「NO」) 에는, 이미 탈질 촉매 (26a) 가 재생 상태에 있는 것으로 생각되기 때문에, 보일러 배기 가스에 의한 탈질 촉매 (26a) 의 재생 제어는 실시하지 않고, 제어를 종료한다.In the regeneration
다음으로, 재생 실행 판정부 (43) 에 있어서, 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도가, 제 4 규정 온도 미만인지를 비교한다 (S68). 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도가 제 4 규정 온도 미만인 경우 (S68 에 있어서 「YES」) 에는, 다음 스텝 (S69) 으로 진행된다. 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도가 제 4 규정 온도 이상인 경우 (S68 에 있어서 「NO」) 에는, 엔진 배기 가스에 의해서만 탈질 반응기 (26) 의 온도를 제 3 규정 온도까지 가열할 수 있기 때문에, 보일러 배기 가스에 의한 탈질 촉매 (26a) 의 재생 제어는 실시하지 않고, 제어를 종료한다.Next, in the regeneration
또한 다음으로, 재생 실행 판정부 (43) 에 있어서, 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스의 온도와 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도를 비교한다 (S69). 보일러 배기 가스의 온도가 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도 이상인 경우 (S69 에 있어서 「YES」) 에는, 다음 스텝 (S610) 으로 진행된다. 보일러 배기 가스의 온도가 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도 미만인 경우 (S69 에 있어서 「NO」) 에는, 보일러 배기 가스에 의한 가열을 할 수 없는 상태이기 때문에, 보일러 배기 가스에 의한 탈질 촉매 (26a) 의 재생 제어는 실시하지 않고, 제어를 종료한다.Further, next, in the regeneration
그리고, 조작부 (41) 에 있어서, 보일러 배기 가스 제어 밸브 (13) 를 개방함과 함께, 송풍기 (14) 를 기동한다 (S610). 그리고, 보일러 배기 가스를 탈질 반응기에 공급하고 (S611), 탈질 반응기 (26) 를 고온의 보일러 배기 가스에 의해 가열하여, 탈질 촉매 (26a) 를 재생한다.Then, in the
보다 상세하게 설명하면, 보일러 배기 가스 제어 밸브 (13) 를 개방하고, 송풍기 (14) 를 기동하면, 보일러 (8) 로부터 배출된 보일러 배기 가스가, 보일러 배기 가스 도류로 (12) 를 통하여, 배기 유로 (11) 에 있어서의 탈질 반응기 (26) 의 상류측으로 도류된다. 그리고, 배기 유로 (11) 를 흐르는 엔진 배기 가스와 보일러 배기 가스가 혼합하여, 엔진 배기 가스보다 고온의 배기 가스 (엔진·보일러 혼합 배기 가스) 가 생성된다. 그리고, 이 고온의 배기 가스 (엔진·보일러 혼합 배기 가스) 가 탈질 반응기 (26) 에 공급됨으로써 (S611), 탈질 반응기 (26) 가 가열되어, 탈질 촉매 (26a) 의 재생이 실시된다.In more detail, when the boiler exhaust
또한, 상기 서술한 바이패스 유로 (15) 를 통하여 엔진 배기 가스를 우회시키고,탈질 반응기 (26) 에 고온의 보일러 배기 가스만을 공급함으로써 (S611), 탈질 반응기 (26) 를 가열하도록 제어해도 된다.Further, the engine exhaust gas may be bypassed through the
그리고, 탈질 반응기 (26) 의 온도가 제 3 규정 온도에 이를 때까지, 보일러 배기 가스를 탈질 반응기 (26) 에 계속해서 공급한다 (S612).Then, the boiler exhaust gas is continuously supplied to the
또한, 탈질 반응기 (26) 의 온도가 제 3 규정 온도에 이른 후에 있어서도, 규정한 재생 시간을 경과할 때까지의 동안, 보일러 배기 가스를 탈질 반응기 (26) 에 계속해서 공급하도록 해도 된다 (S613).Further, even after the temperature of the
그리고, 탈질 반응기 (26) 의 온도가 제 3 규정 온도에 이르고, 또한, 규정한 재생 시간을 경과한 경우 (S612, S613 에 있어서 「YES」) 에는, 탈질 촉매 (26a) 재생이 완료된 것으로 하여, 보일러 배기 가스 제어 밸브 (13) 를 폐지함과 함께, 송풍기 (14) 를 정지하여 (S614), 일련의 보일러 배기 가스에 의한 탈질 촉매 (26a) 의 재생 제어를 종료한다.Then, when the temperature of the
도 7 은, 본 발명의 일 실시형태에 관한 배기 가스 탈질 장치에 있어서, 보일러 배기 가스의 공급 타이밍 및 배기 가스 탈질 시스템의 작동 타이밍을 나타낸 타이밍 차트이다.7 is a timing chart showing a supply timing of a boiler exhaust gas and an operation timing of an exhaust gas denitration system in an exhaust gas denitration apparatus according to an embodiment of the present invention.
몇 가지 실시형태에서는, 도 7 에 나타낸 바와 같이, 주기 엔진 (2) 의 운전 개시와 거의 동시에, 보일러 배기 가스 제어 밸브 (13) 를 밸브 열림함과 함께 송풍기 (14) 의 운전을 ON 으로 하여, 보일러 배기 가스의 공급을 개시한다 (시각 t1). 이에 의해, 엔진 배기 가스와 보일러 배기 가스가 혼합한 고온의 배기 가스 (엔진·보일러 혼합 배기 가스) 가 탈질 반응기 (26) 에 공급되어, 탈질 반응기 (26) 의 온도가 서서히 상승하고, 시각 t2 에 있어서, 탈질 촉매 (26a) 의 활성 온도인 제 1 규정 온도 이상에 도달한다. 그리고, 이것과 거의 동시에, 배기 가스 탈질 시스템 (20) 의 작동이 개시된다. 그리고, 시각 t3 에 있어서, 엔진 배기 가스 온도가 제 2 규정 온도 이상에 도달하면, 보일러 배기 가스 제어 밸브 (13) 를 밸브 닫힘함과 함께 송풍기 (14) 의 운전을 OFF 로 하여, 보일러 배기 가스의 공급을 정지한다.In some embodiments, as shown in FIG. 7, almost simultaneously with the start of operation of the
즉, 본 실시형태에서는, 주기 엔진 (2) 의 기동시 (또는 저부하 운전시) 에 있어서, 탈질 반응기 (26) 의 온도가 제 1 규정 온도에 도달하고, 또한, 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도가 제 2 규정 온도 이상이 될 때까지 보일러 배기 가스의 탈질 반응기 (26) 로의 공급을 계속한다. 따라서, 탈질 촉매 (26a) 를 조기에 활성 온도까지 상승시킬 수 있음과 함께, 엔진 배기 가스 온도가 제 2 규정 온도에 도달한 이후에는, 보일러 배기 가스의 탈질 반응기 (26) 로의 공급을 정지함으로써, 송풍기 (14) 의 낭비되는 운전을 방지하도록 되어 있다.That is, in the present embodiment, the temperature of the
이상, 상기 서술한 실시형태에 의하면, 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도, 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스의 온도, 및 탈질 반응기 (26) 의 온도에 기초하여, 보일러 배기 가스 제어 밸브 (13) 의 밸브 열림 또는 밸브 닫힘과, 송풍기 (14) 의 운전의 ON/OFF 를 제어하는 제어 장치 (40) 를 추가로 구비하고 있다. 따라서, 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도, 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스의 온도, 및 탈질 반응기 (26) 의 온도에 기초하여, 보일러 배기 가스 제어 밸브 (13) 의 밸브 열림 또는 밸브 닫힘과, 송풍기 (14) 의 운전의 ON/OFF 를 제어 장치 (40) 에 의해 제어할 수 있다.As described above, according to the above-described embodiment, the boiler is based on the temperature of the engine exhaust gas discharged from the
또한, 상기 서술한 실시형태에 의하면, 탈질 반응기 (26) 의 온도가 제 1 규정 온도 미만으로 낮은 경우이고, 또한, 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스의 온도가 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도보다 높은 경우에, 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스를 탈질 반응기 (26) 에 공급함으로써, 고온의 보일러 배기 가스에 의해, 탈질 촉매 (26a) 를 가열할 수 있다.Further, according to the above-described embodiment, when the temperature of the
또한, 상기 서술한 실시형태에 의하면, 탈질 반응기 (26) 의 온도가 제 3 규정 온도 미만으로 낮은 경우이고, 또한, 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스의 온도가 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도보다 높은 경우에, 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스를 탈질 반응기 (26) 에 공급함으로써, 고온의 보일러 배기 가스에 의해, 탈질 촉매 (26a) 를 가열하여, 피독된 탈질 촉매 (26a) 를 재생할 수 있다.Further, according to the above-described embodiment, the temperature of the
도 8 은, 배기 유로에 있어서의 배기 유로측 분기 밸브와 배기 유로측 합류 밸브 사이의 구간에 퍼지 가스를 공급하는 상태를 나타낸 도면이다. 도 9 는, 퍼지 가스의 공급 타이밍을 설명하기 위한 타이밍 차트이다.8 is a view showing a state in which a purge gas is supplied to a section between an exhaust flow path side branch valve and an exhaust flow path side confluence valve in an exhaust flow path. 9 is a timing chart for explaining the supply timing of the purge gas.
몇 가지 실시형태에서는, 도 8 에 나타낸 바와 같이, 제어 장치 (40) 는, 배기 가스 탈질 시스템 (20) 의 부작동시에 있어서, 배기 유로측 분기 밸브 (16A) 를 밸브 닫힘하고, 바이패스 유로측 분기 밸브 (16B) 를 밸브 열림하고, 배기 유로측 합류 밸브 (17A) 를 밸브 닫힘하고, 바이패스 유로측 합류 밸브 (17B) 를 밸브 열림한다. 그리고, 배기 유로 (11) 에 있어서의 배기 유로측 분기 밸브 (16A) 와 배기 유로측 합류 밸브 (17A) 사이의 구간에 퍼지 가스를 공급하도록, 퍼지 가스 공급 장치 (18) 를 제어하도록 구성된다. 이 때, 보일러 배기 가스 제어 밸브 (13) 는 밸브 닫힘된 상태로 있다.In some embodiments, as shown in FIG. 8, the
또한, 여기서, 배기 가스 탈질 시스템 (20) 이 작동하고 있는 상태란, 환원제 분사 노즐 (24) 로부터 환원제가 배기 유로 (11) 의 내부에 분사되고 있는 상태, 및 환원제 분사 노즐 (24) 로부터 환원제는 분사되고 있지 않지만, 탈질 반응기 (26) 에 고온의 배기 가스 (엔진·보일러 혼합 배기 가스, 엔진 배기 가스, 또는 보일러 배기 가스) 를 공급하고, 탈질 반응기 (26) 를 제 3 규정 온도까지 가열하여 탈질 촉매 (26a) 를 재생하고 있는 상태의 양방을 의미하는 것으로 한다.In addition, here, the state in which the exhaust
배기 유로 (11) 에 있어서의 배기 유로측 분기 밸브 (16A) 와 배기 유로측 합류 밸브 (17A) 사이의 구간에 퍼지 가스를 공급하는 타이밍으로는, 도 9 의 (a) ∼ (c) 에 나타내는 3 개의 타이밍을 들 수 있다.Timings for supplying the purge gas to the section between the exhaust flow path
도 9 의 (a) 에서는, 배기 가스 탈질 시스템 (20) 의 작동 완료 후, 1 회만 퍼지 가스의 투입이 실시된다.In Fig. 9A, after the operation of the exhaust
도 9 의 (b) 에서는, 배기 가스 탈질 시스템 (20) 의 작동 완료 후, 소정의 간격을 두고 복수 회에 걸쳐 퍼지 가스의 투입이 실시된다.In Fig. 9B, after the operation of the exhaust
도 9 의 (c) 에서는, 배기 가스 탈질 시스템 (20) 의 작동 완료 후, 계속적으로 퍼지 가스의 투입이 실시된다.In Fig. 9C, after the operation of the exhaust
이와 같은 실시형태에 의하면, 제어 장치 (40) 에 의해, 배기 유로 (11) 에 있어서의 배기 유로측 분기 밸브 (16A) 와 배기 유로측 합류 밸브 (17A) 사이의 구간에 퍼지 가스를 봉입할 수 있다. 이에 의해, 예를 들어 배기 가스 탈질 시스템 (20) 의 부작동시에 있어서, 밸브 닫힘 상태에 있는 배기 유로측 분기 밸브 (16A) 나 배기 유로측 합류 밸브 (17A) 로부터 배기 유로 (11) 측으로 흘러 나온 엔진 배기 가스가 탈질 촉매 (26a) 와 접촉함으로써 질산 (HNO3) 이 생성되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.According to this embodiment, the purge gas can be sealed in the section between the exhaust flow path
도 10 은, 탈질 시스템의 작동 완료 후에, 탈질 반응기에 보일러 배기 가스를 공급하는 상태를 나타낸 도면이다.10 is a view showing a state in which a boiler exhaust gas is supplied to a denitrification reactor after the denitrification system is completed.
몇 가지 실시형태에서는, 도 10 에 나타낸 바와 같이, 제어 장치 (40) 는, 배기 가스 탈질 시스템 (20) 의 작동 완료 후에 있어서, 배기 유로측 분기 밸브 (16A) 를 밸브 닫힘하고, 바이패스 유로측 분기 밸브 (16B) 를 밸브 열림하고, 배기 유로측 합류 밸브 (17A) 를 밸브 열림하고, 바이패스 유로측 합류 밸브 (17B) 를 밸브 열림한다. 그리고, 보일러 배기 가스 제어 밸브 (13) 를 밸브 열림함과 함께 송풍기 (14) 의 운전을 ON 으로 하여, 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스를 탈질 반응기 (26) 에 소정 시간만큼 공급하도록 구성된다.In some embodiments, as shown in FIG. 10, after completion of the operation of the exhaust
이와 같은 실시형태에 의하면, 배기 가스 탈질 시스템 (20) 의 작동 후, 소정 시간에 걸쳐 보일러 배기 가스가 탈질 반응기 (26) 에 공급된다. 이에 의해, 탈질 촉매 (26a) 에 있어서의 피독의 진행을 억제하고, 탈질 촉매 (26a) 의 재생 간격을 길게 할 수 있다.According to this embodiment, after the operation of the exhaust
또한, 본 발명의 적어도 하나의 실시형태에 관한 배기 가스 탈질 장치의 제어 방법은, 선박 (1) 에 탑재되는 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스 중에 포함되는 질소 산화물을 환원하기 위한 배기 가스 탈질 장치 (10 (10A, 10B)) 의 제어 방법이다. 상기 배기 가스 탈질 장치 (10 (10A, 10B)) 는, 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스가 흐르는 배기 유로 (11) 와, 환원제를 저장하는 환원제 저장 탱크 (22), 환원제 저장 탱크 (22) 에 저장되는 환원제를, 배기 유로 (11) 를 흐르는 엔진 배기 가스 중에 분사하는 환원제 분사 노즐 (24), 및 배기 유로 (11) 상에 형성되고, 엔진 배기 가스에 포함되는 질소 산화물을 환원하는 탈질 촉매 (26a) 를 갖는 탈질 반응기 (26) 를 포함하는 배기 가스 탈질 시스템 (20) 과, 선박 (1) 에 탑재되는 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스를, 배기 유로 (11) 에 있어서의 탈질 반응기 (26) 의 상류측으로 도류하는 보일러 배기 가스 도류로 (12) 와, 보일러 배기 가스 도류로 (12) 에 있어서의 보일러 배기 가스의 흐름을 제어하는 보일러 배기 가스 제어 밸브 (13) 와, 보일러 배기 가스 도류로 (12) 를 흐르는 보일러 배기 가스를 하류측으로 송풍하는 송풍기 (14) 를 구비하고 있다. 그리고, 배기 가스 탈질 장치의 제어 방법은, 보일러 배기 가스 제어 밸브 (13) 의 밸브 열림 또는 밸브 닫힘하는 스텝과, 송풍기 (14) 의 운전의 ON/OFF 를 제어하는 스텝을 구비한다.In addition, the control method of the exhaust gas denitration apparatus according to at least one embodiment of the present invention is an exhaust gas for reducing nitrogen oxides contained in engine exhaust gas discharged from a
이와 같은 실시형태에 의하면, 선박 (1) 에 탑재되는 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스 중에 포함되는 질소 산화물을 환원하기 위한 배기 가스 탈질 장치 (10 (10A, 10B)) 의 제어 방법에 있어서, 보일러 배기 가스 제어 밸브 (13) 의 밸브 열림 또는 밸브 닫힘하는 스텝과, 송풍기 (14) 의 운전의 ON/OFF 를 제어하는 스텝을 구비한다. 따라서, 적절히, 필요에 따라, 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스를 탈질 반응기 (26) 에 공급하고, 탈질 촉매 (26a) 를 가열할 수 있다.According to this embodiment, in the control method of the exhaust gas denitration apparatus 10 (10A, 10B) for reducing nitrogen oxide contained in the engine exhaust gas discharged from the
몇 가지 실시형태에서는, 상기 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도, 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스의 온도, 및 탈질 반응기 (26) 의 온도에 기초하여, 보일러 배기 가스 제어 밸브 (13) 를 밸브 열림 또는 밸브 닫힘하는 스텝과, 송풍기 (14) 의 운전의 ON/OFF 를 제어하는 스텝을 추가로 구비한다.In some embodiments, the boiler exhaust gas control is based on the temperature of the engine exhaust gas discharged from the
몇 가지 실시형태에서는, 상기 주기 엔진 (2) 의 기동시 또는 저부하 운전시에 있어서, 탈질 반응기 (26) 의 온도가 제 1 규정 온도 미만, 및 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도가 제 2 규정 온도 미만이고, 또한, 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스의 온도가 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도보다 높은 경우에, 보일러 배기 가스 제어 밸브 (13) 를 밸브 열림함과 함께 송풍기 (14) 의 운전을 ON 으로 하여, 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스를 탈질 반응기 (26) 에 공급하는 스텝을 추가로 구비한다.In some embodiments, the temperature of the
몇 가지 실시형태에서는, 탈질 촉매 (26a) 의 재생시에 있어서, 탈질 반응기 (26) 의 온도가 제 3 규정 온도 미만, 및 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도가 제 4 규정 온도 미만이고, 또한, 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스의 온도가 주기 엔진 (2) 으로부터 배출되는 엔진 배기 가스의 온도보다 높은 경우에, 보일러 배기 가스 제어 밸브 (13) 를 밸브 열림함과 함께 송풍기 (14) 의 운전을 ON 으로 하여, 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스를 탈질 반응기 (26) 에 공급하는 스텝을 추가로 구비한다.In some embodiments, in regeneration of the
몇 가지 실시형태에서는, 배기 가스 탈질 시스템 (20) 의 부작동시에 있어서, 배기 유로측 분기 밸브 (16A) 를 밸브 닫힘하고, 바이패스 유로측 분기 밸브 (16B) 를 밸브 열림하고, 배기 유로측 합류 밸브 (17A) 를 밸브 닫힘하고, 바이패스 유로측 합류 밸브 (17B) 를 밸브 열림하는 스텝과, 배기 유로 (11) 에 있어서의 배기 유로측 분기 밸브 (16A) 와 배기 유로측 합류 밸브 (17A) 사이의 구간에 퍼지 가스를 공급하도록, 퍼지 가스 공급 장치 (18) 를 제어하는 스텝을 추가로 구비한다.In some embodiments, during the non-operation of the exhaust
몇 가지 실시형태에서는, 배기 가스 탈질 시스템 (20) 의 작동 완료 후에 있어서, 배기 유로측 분기 밸브 (16A) 를 밸브 닫힘하고, 바이패스 유로측 분기 밸브 (16B) 를 밸브 열림하고, 배기 유로측 합류 밸브 (17A) 를 밸브 열림하고, 바이패스 유로측 합류 밸브 (17B) 를 밸브 열림하는 스텝과, 보일러 배기 가스 제어 밸브 (13) 를 밸브 열림함과 함께 송풍기 (14) 의 운전을 ON 으로 하여, 보일러 (8) 로부터 배출되는 보일러 배기 가스를 탈질 반응기 (26) 에 소정 시간만큼 공급하는 스텝을 추가로 구비한다.In some embodiments, after completion of the operation of the exhaust
이상, 본 발명의 몇 가지 실시형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상기의 형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 목적을 일탈하지 않는 범위에서의 다양한 변경이 가능하다.Although some embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes can be made without departing from the object of the present invention.
1 선박
2 주기 엔진
3 배기 매니폴드
4 과급기
4a 터빈부
5 배기 밸브
8 보일러
10 (10A, 10B) 배기 가스 탈질 장치
11 배기 유로
12 보일러 배기 가스 도류로
12a 접속부
12b 분기부
13 (13A, 13B) 보일러 배기 가스 제어 밸브
14 송풍기
15 바이패스 유로
16 분기부
16A 배기 유로측 분기 밸브
16B 바이패스 유로측 분기 밸브
17 합류부
17A 배기 유로측 합류 밸브
17B 바이패스 유로측 합류 밸브
18 퍼지 가스 공급 장치
18A 퍼지 가스 생성기
18B 퍼지 가스 도류로
18C 퍼지 가스 공급 밸브
19 보일러 배기 가스 배출로
20 배기 가스 탈질 시스템
22 환원제 저장 탱크
23 환원제 유로
23a 환원제 펌프
24 환원제 분사 노즐
26 탈질 반응기
26a 탈질 촉매
31 엔진 배기 가스 압력 센서
32 보일러 배기 가스 압력 센서
33 엔진 배기 가스 온도 센서
34 보일러 배기 가스 온도 센서
35 탈질 반응기 온도 센서
36 탈질 반응기 차압 센서
37 엔진 운전 부하 신호
40 제어 장치
41 조작부
42 가열 실행 판정부
43 재생 실행 판정부
44 가열 필요 여부 판정부
45 재생 필요 여부 판정부
46 보일러 배기 가스/엔진 배기 가스 비교부
47 보일러 배기 가스 온도 비교부
48 보일러 배기 가스 규정 온도 설정부
49 엔진 배기 가스 규정 온도 설정부
50 엔진 배기 가스 온도 비교부
51 탈질 반응기 규정 온도 설정부
52 탈질 반응기 차압 산출부
53 탈질 촉매 재생 비교부
54 연속 운전 시간 카운트부
55 탈질 촉매 재생 간격 카운트부
60 배기 가스 이코노마이저1 ship
2 cycle engine
3 exhaust manifold
4 supercharger
4a turbine section
5 exhaust valve
8 boiler
10 (10A, 10B) exhaust gas denitrification system
11 exhaust flow path
12 Boiler Exhaust Furnace
12a connection
12b branch
13 (13A, 13B) boiler exhaust gas control valve
14 blowers
15 Bypass Euro
16 quarters
16A exhaust flow path branch valve
16B bypass flow path branch valve
17 confluence
17A exhaust flow path side confluence valve
17B bypass flow path confluence valve
18 purge gas supply
18A purge gas generator
18B purge gas conduit
18C purge gas supply valve
19 Boiler exhaust
20 exhaust denitrification system
22 reducing agent storage tank
23 reducing agent euro
23a reducing agent pump
24 reducing agent injection nozzle
26 Denitrification reactor
26a denitrification catalyst
31 Engine exhaust pressure sensor
32 boiler exhaust gas pressure sensor
33 Engine exhaust temperature sensor
34 boiler exhaust temperature sensor
35 Denitrification reactor temperature sensor
36 Denitrification reactor differential pressure sensor
37 Engine operating load signal
40 control unit
41 Control panel
42 Heating execution judgment unit
43 Playback execution judgment section
44 Whether heating is necessary
45 Whether playback is necessary
46 Boiler exhaust / engine exhaust comparison
47 Boiler exhaust temperature comparison section
48 Boiler exhaust gas regulation temperature setting part
49 Engine exhaust gas regulation temperature setting part
50 engine exhaust temperature comparison section
51 Denitrification reactor prescribed temperature setting part
52 Denitrification reactor differential pressure calculation unit
53 Denitrification catalyst regeneration comparison section
54 continuous operation time count
55 Denitrification catalyst regeneration interval count section
60 exhaust gas economizer
Claims (10)
환원제를 저장하는 환원제 저장 탱크와,
상기 환원제 저장 탱크에 저장되는 환원제를, 상기 배기 유로를 흐르는 상기 엔진 배기 가스 중에 분사하는 환원제 분사 노즐과,
상기 배기 유로 상에 형성되고, 상기 엔진 배기 가스에 포함되는 질소 산화물을 환원하는 탈질 반응기와,
상기 선박에 탑재되는 보일러로부터 배출되는 보일러 배기 가스를, 상기 배기 유로에 있어서의 상기 탈질 반응기의 상류측으로 도류하는 보일러 배기 가스 도류로와,
상기 보일러 배기 가스 도류로에 있어서의 보일러 배기 가스의 흐름을 제어하는 보일러 배기 가스 제어 밸브와,
상기 보일러 배기 가스 도류로를 흐르는 보일러 배기 가스를 하류측으로 송풍하는 송풍기를 구비하는, 배기 가스 탈질 장치.An exhaust passage through which engine exhaust gas discharged from the ship's cycle engine flows;
A reducing agent storage tank for storing a reducing agent,
A reducing agent injection nozzle that injects the reducing agent stored in the reducing agent storage tank into the engine exhaust gas flowing through the exhaust passage;
A denitrification reactor formed on the exhaust flow path and reducing nitrogen oxide contained in the engine exhaust gas,
A boiler exhaust gas flow path that flows boiler exhaust gas discharged from the boiler mounted on the ship to an upstream side of the denitrification reactor in the exhaust flow path,
A boiler exhaust gas control valve for controlling the flow of the boiler exhaust gas in the boiler exhaust gas flow path;
And a blower for blowing the boiler exhaust gas flowing through the boiler exhaust gas flow path downstream.
상기 엔진 배기 가스의 온도, 상기 보일러 배기 가스의 온도, 및 상기 탈질 반응기의 온도에 기초하여, 상기 보일러 배기 가스 제어 밸브의 밸브 열림 또는 밸브 닫힘과, 상기 송풍기의 운전의 ON/OFF 를 제어하는 제어 장치를 추가로 구비하는, 배기 가스 탈질 장치.According to claim 1,
Control to control the valve opening or closing of the boiler exhaust gas control valve and ON / OFF of the operation of the blower based on the temperature of the engine exhaust gas, the temperature of the boiler exhaust gas, and the temperature of the denitrification reactor. An exhaust gas denitration device further comprising a device.
상기 제어 장치는, 상기 주기 엔진의 기동시 또는 저부하 운전시에 있어서,
상기 탈질 반응기의 온도가 제 1 규정 온도 미만, 및 상기 엔진 배기 가스의 온도가 제 2 규정 온도 미만이고, 또한, 상기 보일러 배기 가스의 온도가 상기 엔진 배기 가스의 온도보다 높은 경우에, 상기 보일러 배기 가스 제어 밸브를 밸브 열림함과 함께 상기 송풍기의 운전을 ON 으로 하여, 상기 보일러 배기 가스를 상기 탈질 반응기에 공급하도록 구성되는, 배기 가스 탈질 장치.According to claim 2,
The control device, at the start of the cycle engine or at a low load operation,
When the temperature of the denitrification reactor is less than the first specified temperature, and the temperature of the engine exhaust gas is less than the second specified temperature, and the temperature of the boiler exhaust gas is higher than the temperature of the engine exhaust gas, the boiler exhaust An exhaust gas denitration apparatus, configured to supply the boiler exhaust gas to the denitration reactor by opening a gas control valve and turning on the operation of the blower.
상기 제어 장치는, 상기 탈질 반응기가 갖는 탈질 촉매의 재생시에 있어서,
상기 탈질 반응기의 온도가 제 3 규정 온도 미만, 및 상기 엔진 배기 가스의 온도가 제 4 규정 온도 미만이고, 또한, 상기 보일러 배기 가스의 온도가 상기 엔진 배기 가스의 온도보다 높은 경우에, 상기 보일러 배기 가스 제어 밸브를 밸브 열림함과 함께 상기 송풍기의 운전을 ON 으로 하여, 상기 보일러 배기 가스를 상기 탈질 반응기에 공급하도록 구성되는, 배기 가스 탈질 장치.The method according to claim 2 or 3,
The control device in the regeneration of the denitration catalyst of the denitration reactor,
When the temperature of the denitrification reactor is less than the third specified temperature, and the temperature of the engine exhaust gas is less than the fourth specified temperature, and the temperature of the boiler exhaust gas is higher than the temperature of the engine exhaust gas, the boiler exhaust An exhaust gas denitration apparatus, configured to supply the boiler exhaust gas to the denitration reactor by opening a gas control valve and turning on the operation of the blower.
상기 배기 유로에 있어서의 상기 환원제 분사 노즐로부터 상기 환원제가 분사되는 위치의 상류측으로부터 분기하고, 상기 배기 유로에 있어서의 상기 탈질 반응기의 하류측에서 합류하는 바이패스 유로와,
상기 배기 유로로부터 상기 바이패스 유로가 분기하는 분기부에 있어서의 상기 배기 유로측에 형성되는 배기 유로측 분기 밸브와,
상기 분기부에 있어서의 상기 바이패스 유로측에 형성되는 바이패스 유로측 분기 밸브와,
상기 배기 유로와 상기 바이패스 유로가 합류하는 합류부에 있어서의 상기 배기 유로측에 형성되는 배기 유로측 합류 밸브와,
상기 합류부에 있어서의 상기 바이패스 유로측에 형성되는 바이패스 유로측 합류 밸브를 추가로 구비하는, 배기 가스 탈질 장치.According to claim 2,
A bypass flow path branching from the upstream side of the position where the reducing agent is injected from the reducing agent injection nozzle in the exhaust flow path, and joining on the downstream side of the denitrification reactor in the exhaust flow path,
An exhaust flow path side branch valve formed on the exhaust flow path side in the branch portion where the bypass flow path branches from the exhaust flow path,
A bypass flow path side branch valve formed on the bypass flow path side in the branch portion,
An exhaust flow path side confluence valve formed on the exhaust flow path side in a confluence section where the exhaust flow path and the bypass flow path converge;
An exhaust gas denitration device further comprising a bypass flow path side confluence valve formed on the bypass flow path side in the confluence section.
상기 배기 유로에 있어서의 상기 배기 유로측 분기 밸브와 상기 배기 유로측 합류 밸브 사이의 구간에 퍼지 가스를 공급하는 퍼지 가스 공급 장치를 추가로 구비하는, 배기 가스 탈질 장치.The method of claim 5,
And a purge gas supply device for supplying a purge gas to a section between the exhaust flow path side branch valve and the exhaust flow path side confluence valve in the exhaust flow passage.
상기 제어 장치는, 상기 환원제 저장 탱크, 상기 환원제 분사 노즐, 및 상기 탈질 반응기를 포함하는 배기 가스 탈질 시스템의 부작동시에 있어서,
상기 배기 유로측 분기 밸브를 밸브 닫힘하고,
상기 바이패스 유로측 분기 밸브를 밸브 열림하고,
상기 배기 유로측 합류 밸브를 밸브 닫힘하고,
상기 바이패스 유로측 합류 밸브를 밸브 열림하고,
상기 배기 유로에 있어서의 상기 배기 유로측 분기 밸브와 상기 배기 유로측 합류 밸브 사이의 구간에 퍼지 가스를 공급하도록, 상기 퍼지 가스 공급 장치를 제어하도록 구성되는, 배기 가스 탈질 장치.The method of claim 6,
The control device, during the non-operation of the exhaust gas denitrification system including the reducing agent storage tank, the reducing agent injection nozzle, and the denitrification reactor,
Close the valve on the exhaust flow path side branch valve,
The bypass valve on the side of the bypass flow path opens the valve,
The confluence valve on the exhaust flow path side is closed, and
The bypass flow path side confluence valve to open the valve,
And an exhaust gas denitration device configured to control the purge gas supply device so as to supply a purge gas to a section between the exhaust flow path side branch valve and the exhaust flow path side confluence valve in the exhaust flow passage.
상기 제어 장치는, 상기 환원제 저장 탱크, 상기 환원제 분사 노즐, 및 상기 탈질 반응기를 포함하는 배기 가스 탈질 시스템의 작동 완료 후에 있어서,
상기 배기 유로측 분기 밸브를 밸브 닫힘하고,
상기 바이패스 유로측 분기 밸브를 밸브 열림하고,
상기 배기 유로측 합류 밸브를 밸브 열림하고,
상기 바이패스 유로측 합류 밸브를 밸브 열림하고,
상기 보일러 배기 가스 제어 밸브를 밸브 열림함과 함께 상기 송풍기의 운전을 ON 으로 하여, 상기 보일러 배기 가스를 상기 탈질 반응기에 소정 시간만큼 공급하도록 구성되는, 배기 가스 탈질 장치.The method according to any one of claims 5 to 7,
The control device, after completion of the operation of the exhaust gas denitrification system including the reducing agent storage tank, the reducing agent injection nozzle, and the denitrification reactor,
Close the valve on the exhaust flow path side branch valve,
The bypass valve on the side of the bypass flow path opens the valve,
The confluence valve on the exhaust flow path side is opened to open the valve,
The bypass flow path side confluence valve to open the valve,
Exhaust gas denitration apparatus, configured to supply the boiler exhaust gas to the denitration reactor for a predetermined time by opening the valve of the boiler exhaust gas control valve and turning on the operation of the blower.
상기 배기 유로에 있어서의 상기 합류부의 하류측에 배치되는 배기 가스 이코노마이저를 추가로 구비하는, 배기 가스 탈질 장치.The method according to any one of claims 5 to 7,
An exhaust gas denitration device further comprising an exhaust gas economizer disposed on the downstream side of the confluence section in the exhaust flow passage.
환원제를 저장하는 환원제 저장 탱크와,
상기 환원제 저장 탱크에 저장되는 환원제를, 상기 배기 유로를 흐르는 엔진 배기 가스 중에 분사하는 환원제 분사 노즐과,
상기 배기 유로 상에 형성되고, 상기 엔진 배기 가스에 포함되는 질소 산화물을 환원하는 촉매를 갖는 탈질 반응기와,
선박에 탑재되는 보일러로부터 배출되는 보일러 배기 가스를, 상기 배기 유로에 있어서의 상기 탈질 반응기의 상류측으로 도류하는 보일러 배기 가스 도류로와,
상기 보일러 배기 가스 도류로에 있어서의 보일러 배기 가스의 흐름을 제어하는 보일러 배기 가스 제어 밸브와,
상기 보일러 배기 가스 도류로를 흐르는 보일러 배기 가스를 하류측으로 송풍하는 송풍기를 구비하는 배기 가스 탈질 장치의 제어 방법으로서,
상기 보일러 배기 가스 제어 밸브를 밸브 열림 또는 밸브 닫힘하는 스텝과, 상기 송풍기의 운전의 ON/OFF 를 제어하는 스텝을 구비하는, 배기 가스 탈질 장치의 제어 방법.An exhaust passage through which engine exhaust gas discharged from the main engine flows;
A reducing agent storage tank for storing a reducing agent,
A reducing agent injection nozzle that injects the reducing agent stored in the reducing agent storage tank into engine exhaust gas flowing through the exhaust flow passage,
A denitrification reactor having a catalyst formed on the exhaust flow path and reducing nitrogen oxide contained in the engine exhaust gas,
A boiler exhaust gas flow path for flowing boiler exhaust gas discharged from a boiler mounted on a ship to an upstream side of the denitrification reactor in the exhaust flow path,
A boiler exhaust gas control valve for controlling the flow of the boiler exhaust gas in the boiler exhaust gas flow path;
As a control method of an exhaust gas denitration device having a blower for blowing the boiler exhaust gas flowing in the boiler exhaust gas flow path to the downstream side,
And a step of opening or closing the valve of the boiler exhaust gas control valve and a step of controlling ON / OFF of the operation of the blower.
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
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