特許 6189044 脱硝装置の制御装置及び制御方法、それを備えた脱硝装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6189044

(24)【登録日】2017年8月10日

(45)【発行日】2017年8月30日

(54)【発明の名称】脱硝装置の制御装置及び制御方法、それを備えた脱硝装置

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/56 20060101AFI20170821BHJP

   B01D 53/46 20060101ALI20170821BHJP

   B01D 53/94 20060101ALI20170821BHJP

【ＦＩ】

   B01D53/56 310

   B01D53/46ZAB

   B01D53/94 222

【請求項の数】10

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-24542(P2013-24542)

(22)【出願日】2013年2月12日

(65)【公開番号】特開2014-151289(P2014-151289A)

(43)【公開日】2014年8月25日

【審査請求日】2016年1月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】514030104

【氏名又は名称】三菱日立パワーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112737

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 考晴

(74)【代理人】

【識別番号】100118913

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 邦生

(72)【発明者】

【氏名】磯部 知昭

(72)【発明者】

【氏名】清澤 正志

(72)【発明者】

【氏名】赤澤 伸

(72)【発明者】

【氏名】三谷 真規

(72)【発明者】

【氏名】山口 剛

【審査官】 神田 和輝

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６２−１６３７３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０８００２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１８４５７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ５３／３４−５３／９６

ＤＷＰＩ（Ｔｈｏｍｓｏｎ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アンモニア（ＮＨ３）を含む還元剤を注入することにより燃焼排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去する脱硝装置の制御装置において、
前記脱硝装置に流入する燃焼排ガス中の脱硝反応前の二酸化窒素（ＮＯ２）及び前記燃焼排ガス中のホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）の量を推定する推定手段と、
推定された前記ホルムアルデヒドの量と反応する前記二酸化窒素を勘案して、余剰となる前記二酸化窒素を算出し、算出した前記余剰となる二酸化窒素に基づいて、注入させるアンモニア（ＮＨ３）量を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出されたアンモニア（ＮＨ３）量を注入する注入制御手段と
を具備する脱硝装置の制御装置。

【請求項2】

前記算出手段は、前記脱硝装置の上流側に設けられるガスタービンの入口温度に相関性のあるガスタービン制御信号に基づいて推定される一酸化窒素（ＮＯ）の量に基づいて、
二酸化窒素（ＮＯ２）の量を推定し、推定された二酸化窒素（ＮＯ２）の量に基づいてアンモニア（ＮＨ３）量を算出する請求項１に記載の脱硝装置の制御装置。

【請求項3】

前記算出手段は、前記脱硝装置の上流側に設けられるガスタービンの入口温度に相関性のあるガスタービン制御信号に基づいてホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）の量を推定し、推定されたホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）量を用いてアンモニア（ＮＨ３）量を算出する請求項１または請求項２に記載の脱硝装置の制御装置。

【請求項4】

前記算出手段により算出されたアンモニア（ＮＨ３）量に所定バイアス値を乗算して、アンモニア（ＮＨ３）量を補正する第１補正手段を具備する請求項２または請求項３に記載の脱硝装置の制御装置。

【請求項5】

前記算出手段は、外乱に応じた前記所定バイアス値に基づいて、算出されたアンモニア（ＮＨ３）量を補正する第２補正手段を具備する請求項４に記載の脱硝装置の制御装置。

【請求項6】

前記脱硝装置の下流側に設けられる煙突の出口において計測される窒素酸化物（ＮＯｘ）の量、及び複合発電設備の負荷指令値に基づいて、前記複合発電設備の実負荷、前記ガスタービンの入口温度に相関性のあるガスタービン制御信号、一酸化窒素（ＮＯ）、及びホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）のそれぞれの信号を補正する請求項４または請求項５に記載の脱硝装置の制御装置。

【請求項7】

一酸化窒素（ＮＯ）の量を計測する一酸化窒素計測手段を具備し、
前記算出手段は、前記一酸化窒素計測手段により計測された一酸化窒素（ＮＯ）の量に基づいて、二酸化窒素（ＮＯ２）の量を推定し、推定された二酸化窒素（ＮＯ２）の量に基づいてアンモニア（ＮＨ３）量を算出する請求項１または請求項３に記載の脱硝装置の制御装置。

【請求項8】

ホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）の量を計測するホルムアルデヒド計測手段を具備し、
前記算出手段は、前記ホルムアルデヒド計測手段により計測されたホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）の量に基づいてアンモニア（ＮＨ３）量を算出する請求項１または請求項２に記載の脱硝装置の制御装置。

【請求項9】

請求項１から請求項８のいずれかに記載の制御装置を備えた脱硝装置。

【請求項10】

アンモニア（ＮＨ３）を含む還元剤を注入することにより燃焼排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去する脱硝装置の制御方法において、
脱硝反応前の二酸化窒素（ＮＯ２）及び前記燃焼排ガス中のホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）の量を推定する推定過程と、
推定された前記ホルムアルデヒドの量と反応する前記二酸化窒素を勘案して、余剰となる前記二酸化窒素を算出し、算出した前記余剰となる二酸化窒素に基づいて、注入させるアンモニア（ＮＨ３）量を算出する算出過程と、
前記算出過程により算出されたアンモニア（ＮＨ３）量を注入する注入制御過程と
を有する脱硝装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、脱硝装置の制御装置及び制御方法、それを備えた脱硝装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

例えば、事業用や産業用の石炭火力発電所においては、石炭焚きのボイラから排出される燃焼排ガス中に窒素酸化物（以下「ＮＯｘ」という）が含まれており、このＮＯｘを除去するための装置として脱硝装置が知られている。
従来、ＤＬＮ（Ｄｒｙ Ｌｏｗ ＮＯｘ）燃焼器が採用されるＧＴＣＣ（Ｇａｓ Ｔｕｒｂｉｎｅ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｃｙｃｌｅ）複合発電設備においては、ガスタービン入口温度が低い条件下で、ＮＯｘ中の二酸化窒素（以下「ＮＯ_２」という）が高くなることが知られている。

【0003】

また、ＮＯ_２／ＮＯｘ＞０．５のようにＮＯ_２の比率が高い場合には、脱硝効率が低下するので、所定の脱硝効率を得るために、ＮＯ_２比率が低い場合と比較して注入するアンモニア（以下「ＮＨ_３」という）の量を増加させ、また、ガスタービン燃焼調整することにより、ＮＯ_２／ＮＯｘ比率低減を調整していた。
例えば、下記特許文献１では、脱硝触媒入口ＮＯｘ濃度から算出したアンモニア注入量とガスタービン起動時の負荷変化に対応するアンモニア注入量とをフィードフォワード制御する技術が提案されている。下記特許文献２では、排煙脱硝装置の出口におけるＮＯｘ濃度を安定させる技術が提案されている。

【0004】

また、ＮＯｘとＮＨ_３との脱硝反応は、以下の３式で示されるが、（１）式及び（２）式は、ＮＯｘ量とＮＨ_３量との比率は、ＮＯｘ：ＮＨ_３＝１：１であるのに対して、（３）式の反応では、ＮＯｘ：ＮＨ_３＝３：４となることが知られており、そうした比率に応じたアンモニア量の調整が行われている。下記特許文献３では、脱硝装置出口のＮＯｘ濃度設定値と脱硝装置入口のＮＯｘ濃度計測値との差から算出した基本アンモニア量と、発電機の負荷微分値により先行注入させるアンモニア量と、脱硝装置出口のＮＯｘ濃度と検出濃度によりアンモニア量をフィードバックして補正する補正値とに基づいて、（３）式で表わされるＮＯｘの変動に対処する技術が提案されている。
４ＮＯ＋４ＮＨ_３＋Ｏ_２→４Ｎ_２＋６Ｈ_２Ｏ （１）
ＮＯ＋ＮＯ_２＋２ＮＨ_３→２Ｎ_２＋３Ｈ_２Ｏ （２）
６ＮＯ_２＋８ＮＨ_３→７Ｎ_２＋１２Ｈ_２Ｏ （３）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平１−１８０２２０号公報

【特許文献2】特開２０１０−２３４３２１号公報

【特許文献3】特開２００３−８００２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、近年、環境問題に対する関心の高まりにより、低ＮＯｘ化が要求されるようになり、燃焼器内部の火炎温度を低減させることによりＮＯｘ低減する低ＮＯｘ型新型燃焼器が開発されている。しかしながら、低ＮＯｘ型新型燃焼器は、従来のＤＬＮ燃焼器と比較してＮＯ_２／ＮＯｘ比率が高くなる傾向があり、ＮＨ_３量の調整及びガスタービン燃焼調整では、制御が追い付かず、所定の脱硝効率を得ることが困難となる傾向である。

【0007】

さらに、脱硝反応においては、ホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）生成に付随した以下の（４）式により、一部ＮＯ_２はＮＯに還元されるので、還元されたＮＯは、上記（１）式によりＮＯ_２と脱硝反応が生じることにより、必要なＮＨ_３量を低減させることができるが、上記特許文献１から３の方法では、下記（４）式の反応は考慮されておらず、過剰にＮＨ_３を注入しており、適切なアンモニア量が注入されていないという問題があった。
ＨＣＨＯ＋ＮＯ_２→ＮＯ＋ＣＯ＋Ｈ_２Ｏ （４）

【0008】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、適切なアンモニア注入量に制御できる脱硝装置の制御装置及び制御方法、それを備えた脱硝装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、アンモニア（ＮＨ３）を含む還元剤を注入することにより燃焼排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去する脱硝装置の制御装置において、前記脱硝装置に流入する燃焼排ガス中の脱硝反応前の二酸化窒素（ＮＯ２）及び前記燃焼排ガス中のホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）の量を推定する推定手段と、推定された前記ホルムアルデヒドの量と反応する前記二酸化窒素を勘案して、余剰となる前記二酸化窒素を算出し、算出した前記余剰となる二酸化窒素に基づいて、注入させるアンモニア（ＮＨ３）量を算出する算出手段と、前記算出手段により算出されたアンモニア（ＮＨ３）量を注入する注入制御手段とを具備する脱硝装置の制御装置を提供する。

【0010】

このような構成によれば、アンモニア（ＮＨ_３）を含む還元剤を注入することにより燃焼排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去する脱硝装置の制御装置において、脱硝反応前の二酸化窒素（ＮＯ_２）及びホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）の量に基づいて、注入させるアンモニア（ＮＨ_３）量が算出され、算出されたアンモニア量を注入させる。
このように、ホルムアルデヒドと反応する二酸化窒素量を勘案することにより、より正確なアンモニア必要量が算出されるので、アンモニア過注入によるコストアップやアンモニア過注入によるリークＮＨ_３の増加、環境負荷の増加を防止する。

【0011】

上記脱硝装置の制御装置の前記算出手段は、前記脱硝装置の上流側に設けられるガスタービンの入口温度に相関性のあるガスタービン制御信号に基づいて推定される一酸化窒素の量（ＮＯ）に基づいて、二酸化窒素（ＮＯ_２）の量を推定し、推定された二酸化窒素（ＮＯ_２）の量に基づいてアンモニア（ＮＨ_３）量を算出することとしてもよい。
ガスタービンの入口温度に相関性のあるガスタービン制御信号に基づいて、二酸化窒素量を推定するので、二酸化窒素量を計測する計測器が不要である。なお、ガスタービンの入口温度に相関性のあるガスタービン制御信号は、例えば、燃焼器からガスタービンに流入するガスタービン入口の燃焼ガス温度を無次元化した燃焼負荷指令値である。ここで、燃焼負荷指令値とは、例えば、発電機出力と、ＩＧＶ（Ｉｎｌｅｔ Ｇｕｉｄｅ Ｖａｎｅ；入口案内翼）開度指令値と、吸気温度と、吸気流量とタービンバイパス流量との比であるタービンバイパス比（タービンバイパス流量／吸気流量）と、大気圧と標準大気圧との比（大気圧／標準大気圧）である大気圧比とに基づいて算出される。

【0012】

上記脱硝装置の制御装置の前記算出手段は、前記脱硝装置の上流側に設けられるガスタービンの入口温度に相関性のあるガスタービン制御信号に基づいてホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）の量を推定し、推定されたホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）量を用いてアンモニア（ＮＨ_３）量を算出することとしてもよい。ホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）はガスタービン燃焼温度に相関を持つため、同じくガスタービン燃焼温度と相関を持つ燃焼負荷指令値と相関性があり、ガスタービン制御信号に基づいて、ホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）量を推定することができるので、ホルムアルデヒド量を計測する計測器が不要である。

【0013】

上記脱硝装置の制御装置の前記算出手段により、算出されたアンモニア（ＮＨ_３）量に所定バイアス値を乗算して、アンモニア（ＮＨ_３）量を補正する第１補正手段を具備することとしてもよい。
ガスタービンの入口温度に相関性のあるガスタービン制御信号に基づいて二酸化窒素量やホルムアルデヒド量を推定する場合に、実機との誤差を勘案し、所定バイアス値を乗算させることにより、より正確なアンモニア量の算出につながる。好ましくは、一酸化窒素（ＮＯ）の推定値は実機との誤差が生じやすいので、燃焼負荷指令値に基づいて推定される一酸化窒素（ＮＯ）に対して補正する。

【0014】

上記脱硝装置の制御装置の前記算出手段は、外乱に応じた前記所定バイアス値に基づいて、算出されたアンモニア（ＮＨ_３）量を補正する第２補正手段を具備することとしてもよい。
これにより、外乱に応じた所定バイアス値によって自動的にアンモニア量が補正されるので、プラント運用の操作性を向上させることができる。ここで、外乱とは、例えば、外気温度、外気湿度、燃料組成、大気圧・空気中の水分等である。

【0015】

上記脱硝装置の制御装置において、前記脱硝装置の下流側に設けられる煙突の出口において計測される窒素酸化物（ＮＯｘ）の量、及び複合発電設備の負荷指令値に基づいて、前記複合発電設備の実負荷、前記ガスタービンの入口温度に相関性のあるガスタービン制御信号、一酸化窒素（ＮＯ）、及びホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）のそれぞれの信号を補正することとしてもよい。
これにより、負荷変化、窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度変化等に対する追従性が向上できる。

【0016】

上記脱硝装置の制御装置は、一酸化窒素（ＮＯ）の量を計測する一酸化窒素計測手段を具備し、前記算出手段は、前記一酸化窒素計測手段により計測された一酸化窒素（ＮＯ）の量に基づいて、二酸化窒素（ＮＯ_２）の量を推定し、推定された二酸化窒素（ＮＯ_２）の量に基づいてアンモニア（ＮＨ_３）量を算出することとしてもよい。
推定する算出処理をしなくても、簡便に一酸化窒素量と、そこから推定できる二酸化窒素の量の情報を取得できる。

【0017】

上記脱硝装置の制御装置は、ホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）の量を計測するホルムアルデヒド計測手段を具備し、前記算出手段は、前記ホルムアルデヒド計測手段により計測されたホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）の量に基づいてアンモニア（ＮＨ_３）量を算出することとしてもよい。
推定する算出処理をしなくても、簡便にホルムアルデヒド量の情報を取得できる。

【0018】

本発明は、上記いずれかに記載の制御装置を備えた脱硝装置を提供する。

【0019】

本発明は、アンモニア（ＮＨ３）を含む還元剤を注入することにより燃焼排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を除去する脱硝装置の制御方法において、脱硝反応前の二酸化窒素（ＮＯ２）及び前記燃焼排ガス中のホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）の量を推定する推定過程と、推定された前記ホルムアルデヒドの量と反応する前記二酸化窒素を勘案して、余剰となる前記二酸化窒素を算出し、算出した前記余剰となる二酸化窒素に基づいて、注入させるアンモニア（ＮＨ３）量を算出する算出過程と、前記算出過程により算出されたアンモニア（ＮＨ３）量を注入する注入制御過程とを有する脱硝装置の制御方法を提供する。

【発明の効果】

【0020】

本発明は、窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減するための適切なアンモニア注入量を制御できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る複合発電設備の概略構成図である。

【図2】ガスタービン制御装置と排ガス回収ボイラ制御装置との機能ブロック図である。

【図3】図２の続きの機能ブロック図である。

【図4】従来技術を用いた場合と、本発明の第１の実施形態に係る制御装置の制御を用いた場合とのＮＯ_２濃度の比較図の一例である。

【図5】本発明の第１の実施形態の変形例１に係る制御装置の機能ブロック図である。

【図6】本発明の第２の実施形態に係る複合発電設備の概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下に、本発明に係る脱硝装置の制御装置及び制御方法、それを備えた脱硝装置の実施形態について、図面を参照して説明する。
〔第１の実施形態〕
図１は、第１の実施形態の制御装置１０を備えたガスタービンの系統図である。本実施形態に係る制御装置１０は、ＧＴＣＣ（Ｇａｓ Ｔｕｒｂｉｎｅ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｃｙｃｌｅ）複合発電設備１００の脱硝装置に適用される場合を例に挙げて説明する。

【0023】

図１に示されるように、吸気フィルタ１で濾過された大気は、圧縮機２で圧縮された後、燃焼器３で燃焼して高温ガスとなり、ガスタービン４に流入される。これら圧縮機２、燃焼器３、ガスタービン４等で単純１軸のガスタービン装置５を構成しており、発電機６を駆動する。ガスタービン装置５の排気ガス（高温流体）は排熱回収ボイラ７に流入され、窒素酸化物ＮＯｘが脱硝装置８において除去された後、排気ダクトを経て煙突９から大気へ放出される。
ＮＯｘ分析計Ａは、排熱回収ボイラ７に設けられており、排熱回収ボイラ７に流入される排気ガスからＮＯｘ量を計測し、計測結果を制御装置１０に出力する。
脱硝装置８は、アンモニア（以下「ＮＨ_３」という）を含む還元剤を後述する注入制御部１２によって注入することで燃焼排ガス中の窒素酸化物（以下「ＮＯｘ」という）を除去する。

【0024】

ＧＴ（Ｇａｓ Ｔｕｒｂｉｎｅ）制御装置２０は、ガスタービン装置５を制御する。また、ＧＴ制御装置２０は、取得部２１と、第１推定部２２と、第２推定部２３とを備えている。
取得部２１は、ガスタービン４の入口温度に相関性のあるガスタービン制御信号を取得する。ここで、ガスタービン４の入口温度に相関性のあるガスタービン制御信号とは、例えば、燃焼器３からガスタービン４に流入するガスタービン入口の燃焼ガス温度を無次元化した燃焼負荷指令値、即ちガスタービン４の入口の燃焼ガス温度に比例した値である。以下、ガスタービン４の入口温度に相関性のあるガスタービン制御信号を「燃焼負荷指令値」として示す。ここで、燃焼負荷指令値とは、例えば、発電機出力と、ＩＧＶ（Ｉｎｌｅｔ Ｇｕｉｄｅ Ｖａｎｅ；入口案内翼）開度指令値と、吸気温度と、吸気流量とタービンバイパス流量との比であるタービンバイパス比（タービンバイパス流量／吸気流量）と、大気圧と標準大気圧との比（大気圧／標準大気圧）である大気圧比とに基づいて算出される。

【0025】

一酸化窒素（以下「ＮＯ」という）はガスタービン燃焼温度に相関を持つため、同じくガスタービン燃焼温度と相関を持つ燃焼負荷指令値と相関性があり、ガスタービン制御信号に基づいて、ＮＯ量を推定することができる。また、ホルムアルデヒド（以下「ＨＣＨＯ」という）はガスタービン燃焼温度に相関を持つため、同じくガスタービン燃焼温度と相関を持つ燃焼負荷指令値と相関性があり、ガスタービン制御信号に基づいて、ＨＣＨＯ量を推定することができる。具体的には、以下に示されるように第１推定部２２によりＮＯ量を推定し、第２推定部２３によりＨＣＨＯ量を推定する。

【0026】

第１推定部２２は、取得部２１において取得されたガスタービン入口温度に相関性のあるガスタービン制御信号と、ＮＯ量とを対応付けた対応情報ＦＸ１を用いて、ガスタービン４から排出される排ガスに含まれるＮＯの量を推定し、推定値をＨＲＳＧ制御装置３０に出力する。
第２推定部２３は、取得部２１において取得されたガスタービン入口温度に相関性のあるガスタービン制御信号と、ＨＣＨＯ量とを対応付けた対応情報ＦＸ２を用いて、ガスタービン４から排出される排ガスに含まれるＨＣＨＯ量を推定し、推定値をＨＲＳＧ制御装置３０に出力する。対応情報ＦＸ１，ＦＸ２は、例えば、関数、テーブルで示される。

【0027】

ＨＲＳＧ（Ｈｅａｔ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ Ｓｔｅａｍ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）制御装置３０は、排熱回収ボイラ７を制御する。また、ＨＲＳＧ制御装置３０は、制御装置１０を備えている。制御装置１０は、算出部（算出手段）１１と、注入制御部（注入制御手段）１２とを備えている。

【0028】

算出部１１は、脱硝反応前の二酸化窒素（以下「ＮＯ_２」という）及びＨＣＨＯの量に基づいて、注入させるＮＨ_３量を算出する。具体的には、算出部１１は、第１推定部２２に基づいて推定されるＮＯと、第２推定部２３に基づいて推定されるＨＣＨＯとに基づいて、余剰ＮＯ_２の量を推定し、推定した余剰ＮＯ_２の量に基づいてＮＨ_３量を算出する。また、算出部１１は、第１補正部（第１補正手段）１３を備えている。
第１補正部１３は、算出部１１により算出されたＮＨ_３量に所定バイアス値を乗算して、ＮＨ_３量を補正する。これにより、実測における理論計算値とのズレを補正し、脱硝反応に必要なＮＨ_３量をより正確に算出することができる。好ましくは、ＮＯの推定値は実機との誤差が生じやすいので、燃焼負荷指令値に基づいて推定されるＮＯに対して補正する。
注入制御部１２は、算出部１１により算出されたＮＨ_３量を脱硝装置８に注入させる指令を出力する。

【0029】

次に、本実施形態に係る脱硝装置８に適用される制御装置１０の作用について図１から図３を用いて説明する。以下においては具体的な数値を示して制御装置１０のＮＨ_３量の算出方法を説明するが、ここで使用する数値は一例である。
取得部２１において燃焼負荷指令値を取得すると、燃焼負荷指令値からＮＯ量を推定する対応情報ＦＸ１に基づいてＮＯの発生量（例えば、２０〔ｐｐｍ〕）が、第１推定部２２において推定される。また、燃焼負荷指令値からＨＣＨＯ量を推定する対応情報ＦＸ２に基づいて、ＨＣＨＯの発生量（例えば、１５〔ｐｐｍ〕）が第２推定部２３において推定される。

【0030】

ＮＯｘ分析計Ａにより脱硝装置８に流入される排気ガス内のＮＯｘ量が計測され、ＮＯｘ計測結果（例えば、１００〔ｐｐｍ〕）が、減算器１１１に出力される。減算器１１１において、ＮＯｘ計測結果と推定されたＮＯ量との差（例えば、１００−２０＝８０〔ｐｐｍ〕）が算出され、ＮＯｘ中のＮＯ_２量とされる。また、ＮＯとＮＯ_２とは１：１の関係で脱硝反応が生じるので、８０〔ｐｐｍ〕のうち、ＮＯ量２０〔ｐｐｍ〕に相当するＮＯ_２は脱硝反応でなくなると推定される。これにより、減算部１１２により、ＮＯと反応せずに残る余剰ＮＯ_２は、８０−２０＝６０〔ｐｐｍ〕と算出される。また、本実施形態においては、ＨＣＨＯ量（例えば、１５〔ｐｐｍ〕）を推定しており、後述する（４）式で示されるＨＣＨＯと反応するＮＯ_２があることを勘案すると、余剰ＮＯ_２は、減算部１１３により６０−１５＝４５〔ｐｐｍ〕と算出される。

【0031】

判定部１１４において最小値ＭＩＮ＝０となったら、後述する（３）式に基づき、ＮＯ_２とＮＨ_３とは３：４の関係で反応するので、関数部１１５において、余剰ＮＯ_２が４／３倍される（例えば、４５×４／３＝６０〔ｐｐｍ〕）。この値は、余剰ＮＯ_２と脱硝反応するために必要なＮＨ_３量である。余剰ＮＯ_２は４５〔ｐｐｍ〕あるので、減算部１１６において余剰ＮＯ_２４５〔ｐｐｍ〕を減算する。加算部１１７において、減算結果（６０−４５＝１５〔ｐｐｍ〕）をＮＯｘ分析計でのＮＯｘ量計測値に加算させ（１００＋１５＝１１５〔ｐｐｍ〕）、ＮＨ_３注入量として算出される。また、算出されたＮＨ_３量に所定バイアス値を乗算し、ＮＨ_３量を補正してもよい。これにより、実測における理論計算値とのズレを補正し、より正確なアンモニア量を算出することができる。
算出されたＮＨ_３注入量の情報が、注入制御部１２に出力されると、ＨＲＳＧ制御部３０はそのＮＨ_３注入量で脱硝装置８にＮＨ_３を注入させる。

【0032】

以上説明してきたように、本実施形態に係る脱硝装置の制御装置１０及び制御方法、それを備えた脱硝装置８によれば、従来型ＤＬＮ燃焼器と低ＮＯｘ型新型燃焼器とのいずれの採用に関わらず、ＧＴＣＣ複合発電設備１００において、脱硝反応前のＮＯ_２及びＨＣＨＯの量に基づいて、注入させるＮＨ_３量が算出され、算出されたアンモニア量を注入させる。
これにより、ＨＣＨＯと反応するＮＯ_２を勘案することにより、より正確なアンモニア必要量が算出されるので、ＮＨ_３過注入によるコストアップやＮＨ_３過注入によるリークＮＨ_３の増加、環境負荷の増加を防止する。
また、ＮＯ推定値とＨＣＨＯ推定値とに基づいてＮＨ_３量を決定できるので、制御が簡略化できる。また、負荷が変化した場合であっても、ＮＨ_３量の適正化と過渡的ＮＯｘ増加を防止することができる。

【0033】

ここで、図４は、横軸にＮＯ_２／ＮＯｘ比率が示されており、縦軸にＮＯ_２のみの脱硝反応（つまり、下記（３）式の脱硝反応）を起こすＮＯ_２濃度との関係が示されている。
以下に脱硝反応を表わす式を示す。
４ＮＯ＋４ＮＨ_３＋Ｏ_２→４Ｎ_２＋６Ｈ_２Ｏ （１）
ＮＯ＋ＮＯ_２＋２ＮＨ_３→２Ｎ_２＋３Ｈ_２Ｏ （２）
６ＮＯ_２＋８ＮＨ_３→７Ｎ_２＋１２Ｈ_２Ｏ （３）
ＨＣＨＯ＋ＮＯ_２→ＮＯ＋ＣＯ＋Ｈ_２Ｏ （４）

【0034】

図４に示されるように、上述した特許文献３の方法では、ＮＯ_２濃度比率が、０．５以上となるとライン（ア）で示されるような傾向となる。本発明の制御装置１０においては、上記（４）式に示されるようなガスタービン入口温度に相関性のあるガスタービン制御信号に基づいて推定されるＨＣＨＯにより、一部ＮＯ_２はＮＯに還元されることを勘案し、ライン（イ）で示されるような傾向となる。

【0035】

〔変形例１〕
なお、本実施形態の構成に加え、算出部１１は、外気温度、外気湿度、燃料組成、大気圧・空気中の水分等の外乱に応じた所定バイアス値に基づいて、算出されたＮＨ_３量を補正する第２補正部（第２補正手段）１４を設けることとしてもよい（図５参照）。
これにより、外気温度、外気湿度、燃料組成、大気圧・空気中の水分等の外乱によって生じるＮＯ量やＨＣＨＯ量の変化に対応するために、自動的にＮＨ_３量の補正が可能となるので、プラント運用の操作性を向上させることができる。

【0036】

〔変形例２〕
また、脱硝装置８の下流側に設けられる煙突９の出口にＮＯｘ量を計測する第２ＮＯｘ分析計（図示略）を設け、第２ＮＯｘ分析計において計測されるＮＯｘの量、及びＧＴＣＣ（複合発電設備）負荷指令値に基づいて、ガスタービン実負荷、コンバインドサイクル実負荷、ガスタービン４の入口温度に相関性のあるガスタービン制御信号、ＮＯ、及びＨＣＨＯそれぞれの信号に対してフィードバック補正をかけてもよい。これにより、負荷変化、ＮＯｘ濃度変化等に対する追従性を向上させることもできる。

【0037】

〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図６を用いて説明する。
本実施形態の制御装置が第１の実施形態と異なる点は、排ガス回収ボイラ７に設けられる、一酸化窒素計測部（一酸化窒素計測手段）によりＮＯ量を計測して取得し、ホルムアルデヒド計測部（ホルムアルデヒド計測手段）によりＨＣＨＯ量を計測して取得する点で、上記第１の実施形態と異なる。以下、本実施形態の脱硝装置について、第１の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。

【0038】

一酸化窒素計測部４１は、排熱回収ボイラ７に設けられており、ＮＯ量を計測し、計測結果を算出部１１に出力する。
ホルムアルデヒド計測部４２は、排熱回収ボイラ７に設けられており、ＨＣＨＯ量を計測し、計測結果を算出部に出力する。
算出部１１は、一酸化窒素計測部４１により計測されたＮＯ量に基づいて、ＮＯ_２量を推定し、推定されたＮＯ_２の量に基づいてＮＨ_３量を算出する。また、算出部は、ホルムアルデヒド計測部４２により計測されたＨＣＨＯ量に基づいてＮＨ_３量を算出する。

【0039】

また、本実施形態に係る制御装置１０においては、ＮＯ量とＨＣＨＯ量とを計測値を用いるので、上述した第１の実施形態で用いていたＧＴ制御装置内の取得部、第１推定部、及び第２推定部を不要としている。また、一酸化窒素計測部４１に代えて、二酸化窒素計測部（図示略）を用いることもできる。二酸化窒素計測部を用いた場合、算出部１１は、二酸化窒素計測部により計測されたＮＯ_２量に基づいてＮＨ_３量を算出する。一酸化窒素計測部４１を用いる場合に比べ、算出部１１にて計測されたＮＯ量（図示略）に基づいて、ＮＯ_２量を推定する過程を省くことができ、ＮＨ_３量の算出を簡略化することが可能となる。

【0040】

これにより、燃焼負荷指令値に基づいて、ＮＯ_２量及びＨＣＨＯ量を推定する算出過程がなくても、ＮＯ_２量及びＨＣＨＯ量が簡便に取得できる。
なお、本実施形態においては、ＮＯ_２量及びＨＣＨＯ量を計測値から取得することとして説明していたが、これに限定されず、例えば、ＮＯ_２量は計測値を用い、ＨＣＨＯ量は推定値を用いるとのように計測値と推定値とを組み合わせてＮＨ_３量を算出することとしてもよい。

【符号の説明】

【0041】

４ ガスタービン
７ 脱硝装置
１１ 算出部
１２ 注入制御部
１３ 第１補正部
１４ 第２補正部
Ａ ＮＯｘ分析計

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】